JP5636456B2 - Photosensitive resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の表面保護膜又は層間絶縁膜として使用される耐熱性樹脂の前駆体となるポジ型感光性樹脂組成物、該ポジ型感光性樹脂組成物を用いた耐熱性を有する硬化レリーフパターンの製造方法、及び該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置に関する。 The present invention relates to a positive photosensitive resin composition that is a precursor of a heat resistant resin used as a surface protective film or an interlayer insulating film of a semiconductor device, and a heat-resistant curing using the positive photosensitive resin composition. The present invention relates to a method for manufacturing a relief pattern and a semiconductor device having the cured relief pattern.
半導体装置の表面保護膜、及び層間絶縁膜には、優れた耐熱性、電気特性、及び機械特性などを併せ持つポリイミド樹脂が広く用いられている。このポリイミド樹脂は、現在は一般に感光性ポリイミド前駆体組成物の形で供されることが多い。半導体装置を製造する過程において、該前駆体組成物をシリコンウエハー等の基板に塗布し、活性光線によるパターニングを行い、現像し、熱イミド化処理等を施すことによって、該半導体装置の一部分となる表面保護膜、または層間絶縁膜等を容易に形成させることができる。従って、感光性ポリイミド前駆体組成物を使用した半導体装置の製造プロセスは、表面保護膜等を形成した後にリソグラフィー法によってパターニングする必要があった従来の非感光性ポリイミド前駆体組成物を使用した製造プロセスに比べて、大幅な工程短縮が可能となるという特徴を有している。 Polyimide resins having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like are widely used for surface protection films and interlayer insulating films of semiconductor devices. This polyimide resin is currently often provided in the form of a photosensitive polyimide precursor composition. In the process of manufacturing a semiconductor device, the precursor composition is applied to a substrate such as a silicon wafer, patterned with actinic rays, developed, and subjected to a thermal imidization treatment to become a part of the semiconductor device. A surface protective film, an interlayer insulating film, or the like can be easily formed. Therefore, the manufacturing process of a semiconductor device using a photosensitive polyimide precursor composition is a manufacturing process using a conventional non-photosensitive polyimide precursor composition that needs to be patterned by a lithography method after forming a surface protective film or the like. Compared with the process, it has the feature that the process can be greatly shortened.
ところで、この感光性ポリイミド前駆体組成物は、その現像工程においては、現像液としてN−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を用いる必要があり、近年の環境問題の高まりなどから、脱有機溶剤対策が求められてきている。これを受け、最近になって、フォトレジストと同様に、アルカリ性水溶液で現像可能な耐熱性感光性樹脂材料の提案が各種なされている。
中でも、硬化後に耐熱性樹脂となるアルカリ性水溶液可溶性のヒドロキシポリアミド、例えばポリベンズオキサゾール(以下、「PBO」ともいう。)前駆体を、ナフトキノンジアジド化合物などの光酸発生剤と混合したPBO前駆体組成物をポジ型感光性樹脂組成物として用いる方法が、以下の特許文献1、特許文献2に開示され、近年注目を集めている。
このポジ型感光性樹脂組成物の現像メカニズムは、未露光部のナフトキノンジアジド化合物及びPBO前駆体がアルカリ性水溶液への溶解速度が小さいのに対し、露光することにより該感光性ジアゾキノン化合物がインデンカルボン酸化合物に化学変化して露光部のアルカリ性水溶液への溶解速度が大きくなることを利用したものである。この露光部と未露光部の間の現像液に対する溶解速度の差を利用し、未露光部からなるレリーフパターンの作成が可能となる。
By the way, this photosensitive polyimide precursor composition requires the use of an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone as a developing solution in the development process. Countermeasures are being sought. In response to this, recently, various proposals have been made on heat-resistant photosensitive resin materials that can be developed with an alkaline aqueous solution, as with photoresists.
Among them, a PBO precursor composition in which an alkaline aqueous solution-soluble hydroxypolyamide, such as polybenzoxazole (hereinafter, also referred to as “PBO”) precursor, which becomes a heat-resistant resin after curing, is mixed with a photoacid generator such as a naphthoquinonediazide compound. The method of using a product as a positive photosensitive resin composition is disclosed in the following Patent Document 1 and Patent Document 2, and has attracted attention in recent years.
The development mechanism of this positive photosensitive resin composition is that the naphthoquinone diazide compound and PBO precursor in the unexposed area have a low dissolution rate in an alkaline aqueous solution, whereas the photosensitive diazoquinone compound is converted to indenecarboxylic acid by exposure. This is based on the fact that the dissolution rate of the exposed portion in the alkaline aqueous solution is increased by chemical change to the compound. By utilizing the difference in the dissolution rate with respect to the developer between the exposed portion and the unexposed portion, a relief pattern composed of the unexposed portion can be created.
上述のPBO前駆体組成物は、露光及びアルカリ性水溶液による現像でポジ型レリーフパターンの形成が可能である。さらに熱により、オキサゾール環が生成し、硬化後のPBO膜はポリイミド膜と同等の熱硬化膜特性を有するようになるため、PBO前駆体組成物は、有機溶剤現像型ポリイミド前駆体組成物の有望な代替材料として注目されている。 The PBO precursor composition described above can form a positive relief pattern by exposure and development with an alkaline aqueous solution. Further, heat generates an oxazole ring, and the cured PBO film has the same thermosetting film characteristics as a polyimide film. Therefore, the PBO precursor composition is a promising organic solvent development type polyimide precursor composition. Has attracted attention as an alternative material.
しかしながら、PBO前駆体組成物は、感光性ポリイミド前駆体組成物に比較し、感光剤の吸収波長に伴う問題から感度が低い問題があるため、より高感度な組成物の要求がある。また、これらの硬化膜は表面保護膜などに使用されているため良好な熱的・機械的特性や下地となるSiなどの基板との良好な密着性を必要とする。 However, the PBO precursor composition has a lower sensitivity than the photosensitive polyimide precursor composition due to the problem associated with the absorption wavelength of the photosensitive agent, and therefore there is a demand for a more sensitive composition. In addition, since these cured films are used for surface protective films and the like, they require good thermal and mechanical properties and good adhesion to a substrate such as Si as a base.
特許文献3には、トリアジン骨格及び/又はビニル基を有する化合物とPBO前駆体樹脂とを必須成分とする耐熱性樹脂組成物についての開示がある。また、分子中に少なくとも1つのイミド基と共に、2つ以上の不飽和基及び/又はエポキシ基を有する硬化性有機化合物と、ヘテロ原子に結合するカルボニル基を主鎖に有する樹脂バインダーにビスアリルナジイミド化合物やビスマレイミド化合物などを用いることで、感度と熱機械的特性の向上を図る方法(特許文献4)が提案されているが、ポリマー構造にイミド基がない場合はレジストとしての機能が発現しないため、現像機構が根本的に異なり、感度向上効果も十分なものではないと推測される。また、バインダーとなる樹脂がPBO前駆体のように環化変化しないため、Tg変化もなく、キュア形状に与える影響はほとんどないと考えられる。
本発明が解決しようとする課題は、樹脂のキュア後のパターン形状に優れ、高感度でかつ密着性の高いポジ型のリソグラフィー性能を有するポジ型感光性樹脂組成物、該組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、及び該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置を提供することである。
Patent Document 3 discloses a heat resistant resin composition containing a compound having a triazine skeleton and / or a vinyl group and a PBO precursor resin as essential components. In addition, a curable organic compound having two or more unsaturated groups and / or epoxy groups together with at least one imide group in the molecule, and a resin binder having a carbonyl group bonded to a hetero atom in the main chain are bisallylnaphthal. A method for improving sensitivity and thermomechanical characteristics by using a diimide compound or a bismaleimide compound has been proposed (Patent Document 4), but if the polymer structure does not have an imide group, the function as a resist is manifested. Therefore, it is assumed that the developing mechanism is fundamentally different and the effect of improving the sensitivity is not sufficient. Moreover, since the resin used as the binder does not undergo cyclization change unlike the PBO precursor, there is no change in Tg and it is considered that there is almost no influence on the cured shape.
The problem to be solved by the present invention is a positive photosensitive resin composition having a positive lithography performance with excellent pattern shape after curing of the resin, high sensitivity and high adhesion, and curing using the composition A relief pattern manufacturing method and a semiconductor device having the cured relief pattern are provided.
本発明者は、特定の構造を有する耐熱性アルカリ水溶液可溶性重合体に特定の化合物を組み合わせることで、上記の課題を解決する感光性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。 The present inventor has found that a photosensitive resin composition that solves the above problems can be obtained by combining a specific compound with a heat-resistant alkaline aqueous solution-soluble polymer having a specific structure, and has led to the present invention. It was.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1](A)下記一般式(1):
[1] (A) The following general formula (1):
[2](B)光酸発生剤が、ナフトキノンジアジド構造を有する化合物である、前記[1]に記載の感光性樹脂組成物。 [2] The photosensitive resin composition according to the above [1], wherein the (B) photoacid generator is a compound having a naphthoquinonediazide structure.
[3](C)一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3):
[4](A)一般式(1)で表されるヒドロキシアミド構造を有するアルカリ水溶液可溶性重合体が、下記一般式(4):
[5](A)一般式(1)で表されるヒドロキシアミド構造を有するアルカリ水溶液可溶性重合体の末端が、下記一般式(6):
[6](1)前記[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を基板上に形成する工程、(2)マスクを介して化学線で露光するか又は光線、電子線若しくはイオン線を直接照射する工程、(3)露光部又は照射部を溶出又は除去する工程、(4)得られたレリーフパターンを加熱処理する工程、を含むことを特徴とする、硬化レリーフパターンの製造方法。 [6] (1) Step of forming a photosensitive resin layer comprising the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [5] on a substrate, (2) Exposure with actinic radiation through a mask Or a step of directly irradiating a light beam, an electron beam or an ion beam, (3) a step of eluting or removing the exposed portion or the irradiated portion, and (4) a step of heat-treating the obtained relief pattern. And a method for producing a cured relief pattern.
[7]前記[6]に記載の方法により得られた硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置。 [7] A semiconductor device having a cured relief pattern obtained by the method according to [6].
本発明によれば、樹脂の硬化時におけるパターン形状に優れ、高感度かつ密着性の高いポジ型のリソグラフィー性能を有するポジ型感光性樹脂組成物、該ポジ型感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、及び該硬化レリーフパターンを有してなる半導体装置が提供される。 According to the present invention, a positive photosensitive resin composition having a positive lithography performance with excellent pattern shape at the time of curing of the resin, high sensitivity and high adhesion, and curing using the positive photosensitive resin composition A method for producing a relief pattern and a semiconductor device having the cured relief pattern are provided.
<感光性樹脂組成物>
感光性樹脂組成物を構成する各成分について、以下具体的に説明する。
(A)アルカリ水溶液可溶性重合体
本発明のポジ型感光性樹脂組成物のベースポリマーである(A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミド構造を有するアルカリ水溶液可溶性重合体の場合は、その構造として特に制限はないが、アルカリ溶解性を制御するために、下記一般式(10)で表される構造を有してもよい。またi線領域の透明性、及び露光部のアルカリ現像液への溶解性の観点から、下記一般式(4)の構造を含むことが好ましい。
Each component constituting the photosensitive resin composition will be specifically described below.
(A) Alkaline aqueous solution-soluble polymer In the case of an alkaline aqueous solution-soluble polymer having a hydroxyamide structure represented by the following general formula (1), which is a base polymer of the positive photosensitive resin composition of the present invention, Although there is no restriction | limiting in particular as the structure, In order to control alkali solubility, you may have a structure represented by following General formula (10). Moreover, it is preferable that the structure of following General formula (4) is included from a transparency viewpoint of i line | wire area | region, and a soluble viewpoint to the alkaline developing solution of an exposure part.
さらに上記一般式(4)で表される構造中、トリシクロデカン部位は、さらに下記一般式(8)で表される構造群からから選択される少なくとも1つであることが好ましい。
その中でも、特に下記一般式(9)であることが好ましい。
まず、(A)上記一般式(1)及び上記一般式(7)で表される構造中、X1及びY1を含む単位であるPBO前駆体を有する構造について説明する。該ジヒドロキシジアミド単位は、Y1(COOH)2の構造を有するジカルボン酸及びX1(NH2)2(OH)2の構造を有するビスアミノフェノールを重縮合させた構造を有する。該ビスアミノフェノールの2組のアミノ基とヒドロキシ基はそれぞれ互いにオルト位にあるものであり、該ヒドロキシポリアミドは約250〜400℃に加熱されることによって閉環して、耐熱性樹脂であるポリベンズオキサゾールに変化する。X1は、2個以上30個以下の炭素原子を有する4価の有機基であることが好ましい。Y1は、2個以上30個以下の炭素原子を有する2価の有機基であることが好ましい。m1は1〜1000の範囲であり、2〜100の範囲が好ましく、3〜60の範囲であることがより好ましい。 First, (A) the structure having a PBO precursor which is a unit containing X 1 and Y 1 in the structures represented by the general formula (1) and the general formula (7) will be described. The dihydroxydiamide unit has a structure obtained by polycondensation of a dicarboxylic acid having a Y 1 (COOH) 2 structure and a bisaminophenol having a X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 structure. The two groups of amino groups and hydroxy groups of the bisaminophenol are in ortho positions to each other, and the hydroxypolyamide is closed by heating to about 250 to 400 ° C. to form polybenz, which is a heat-resistant resin. Change to oxazole. X 1 is preferably a tetravalent organic group having 2 or more and 30 or less carbon atoms. Y 1 is preferably a divalent organic group having 2 or more and 30 or less carbon atoms. m 1 is in the range of 1 to 1000, preferably in the range of 2 to 100, and more preferably in the range of 3 to 60.
上記一般式(1)で表される構造中、ヒドロキシポリアミドには、必要に応じて、上記一般式(7)のジアミド単位m2個を有してもよい。該ジアミド単位は、X2(NH2)2の構造を有するジアミン及びY2(COOH)2の構造を有するジカルボン酸を重縮合させた構造を有する。m2は1〜500の範囲が好ましく、1〜10の範囲がより好ましい。
上記一般式(1)で表される構造中、ヒドロキシポリアミド中における上記のジヒドロキシジアミド単位の割合が高いほど現像液として使用するアルカリ性水溶液への溶解性が向上するので、m1/(m1+m2)の値は0.5以上であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、0.8以上であることが最も好ましい。
In the structure represented by the general formula (1), the hydroxy polyamide may have m 2 diamide units of the general formula (7) as necessary. The diamide unit has a structure obtained by polycondensing a diamine having a structure of X 2 (NH 2 ) 2 and a dicarboxylic acid having a structure of Y 2 (COOH) 2 . m 2 is preferably in the range of 1 to 500, 1 to 10 more preferably in the range of.
In the structure represented by the general formula (1), the higher the ratio of the dihydroxydiamide unit in the hydroxypolyamide, the better the solubility in an alkaline aqueous solution used as a developer. Therefore, m 1 / (m 1 + m The value of 2 ) is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, and most preferably 0.8 or more.
X1(NH2)2(OH)2の構造を有するビスアミノフェノールとしては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノールは単独あるいは混合して使用してもよい。 Examples of the bisaminophenol having the structure of X 1 (NH 2 ) 2 (OH) 2 include 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, and 4,4 ′. -Diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenylsulfone, bis- (3-amino- 4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis -(4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis -(4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-diamino- 3,3′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, 1 , 3-diamino-4,6-dihydroxybenzene and the like. These bisaminophenols may be used alone or in combination.
これらのX1(NH2)2(OH)2の構造を有するビスアミノフェノールのうち特に好ましいものは、X1が下記から選ばれる芳香族基の場合である。
また、X1(NH2)2(OH)2の構造の化合物として、分子内に2組の互いにオルト位にあるアミド結合とフェノール性水酸基を有するジアミン(以下、「分子内にPBO前駆体構造を有するジアミン」という。)を使用することもできる。例えば、上記のX1(NH2)2(OH)2の構造を有するビスアミノフェノールに2分子のニトロ安息香酸を反応させて還元することにより得られる、下記一般式:
分子内にPBO前駆体構造を有するジアミンを得るための別法としては、Y3(COCl)2の構造を有するジカルボン酸ジクロリドに2分子のニトロアミノフェノールを反応させて還元し、下記一般式:
X2(NH2)2の構造を有するジアミンとしては、芳香族ジアミン、シリコンジアミンなどが挙げられる。
このうち芳香族ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)−2−ペンテン、1,4−ビス(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)ベンゼン、イミノ−ジ−p−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、4−メチル−2,4−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、5(または6)−アミノ−1−(4−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、ビス(p−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノアゾベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニル尿素、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ベンゾフェノン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(α,α−ジメチル−4−アミノベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、フェニルインダンジアミン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、o−トルイジンスルホン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルフィド、1,4−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、1,3−(4−アミノフェノキシフェニル)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジ−(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等、並びにこれら芳香族ジアミンの芳香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、及びフェニル基からなる群より選ばれた少なくとも一種の基または原子によって置換された化合物が挙げられる。
Examples of the diamine having the structure of X 2 (NH 2 ) 2 include aromatic diamine and silicon diamine.
Among these, examples of the aromatic diamine include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-tolylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, and 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4′- Diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl ketone, 4,4′-diaminodiphenyl ketone, 3,4′-diaminodiphenyl ketone, 2,2′-bis (4-aminophenyl) ) Propane, 2,2'-bis (4-aminophenyl) hexa Fluoropropane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4-methyl-2,4-bis (4-aminophenyl) -1-pentene, 4-methyl-2,4-bis (4-aminophenyl) -2-pentene, 1,4-bis (α, α-dimethyl-4-aminobenzyl) benzene, Imino-di-p-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 4-methyl-2,4-bis (4-aminophenyl) pentane, 5 (or 6) -amino-1- (4-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, bis (p-aminophenyl) phosphine oxide, 4,4′-diaminoazobenzene, 4,4′-diamino Phenylurea, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ] Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] benzophenone, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4'-bis [4- (α, α-dimethyl-4-aminobenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (α, α-dimethyl-4-aminobenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 '-Diaminobenzophenone, phenylindanediamine, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-di Aminobiphenyl, o-toluidine sulfone, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfide, 1,4- (4-amino) Phenoxyphenyl) benzene, 1,3- (4-aminophenoxyphenyl) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-di- (3-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4 '-Diaminobenzanilide and the like, and the hydrogen atom of the aromatic nucleus of these aromatic diamines is at least one selected from the group consisting of chlorine atom, fluorine atom, bromine atom, methyl group, methoxy group, cyano group, and phenyl group And a compound substituted by a group or an atom.
また、基材との接着性を高めるためにX2(NH2)2の構造を有するジアミンの一部又は全部に、シリコンジアミンを選択することができ、この例としては、ビス(4−アミノフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルシロキサン、ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4−ビス(γ−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン等が挙げられる。 Moreover, in order to improve adhesiveness with a base material, a silicon diamine can be selected as a part or all of the diamine having the structure of X 2 (NH 2 ) 2 , and examples thereof include bis (4-amino Phenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, bis (4-aminophenyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,4-bis (γ-aminopropyl) Dimethylsilyl) benzene, bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, bis (γ-aminopropyl) tetraphenyldisiloxane, and the like.
Y1(COOH)2及びY2(COOH)2構造を有するジカルボン酸としては、Y1及びY2がそれぞれ下記から選ばれる芳香族基又は脂肪族基であるジカルボン酸が挙げられる。
上記した基において、得られる樹脂膜の機械物性が良好である点で、L8、L9、L10及び、L11が水素原子であることが最も好ましい。
In the above group, L 8 , L 9 , L 10 and L 11 are most preferably hydrogen atoms in that the mechanical properties of the resulting resin film are good.
トリシクロデカン骨格を有するジカルボン酸として代表的な化合物としては、ビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンが挙げられる。該化合物は、特開昭58−110538号の製造例Aによる合成方法や、特表2002−504891号の実施例1による合成方法や、日本国特開平09−15846号公報の合成例2による合成方法に従って得ることができる。しかしながら、この方法では、酸化剤として重金属を使用するため、下記の製法が重金属を使用しない点でより望ましい。すなわち、トリシクロ(5,2,1,0)デカンジメタノール(東京化成工業製 カタログNo.T0850)をアセトニトリル等に溶解し、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン−1-オキシル(以下、「TEMPO」ともいう)などの触媒を加え、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウムなどを使用してpHを調整しながら、亜塩素酸ナトリウム、ジ亜塩素酸ナトリウムを加えて酸化し、精製することで目的の化合物であるビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンを製造することができる。 Representative compounds as the dicarboxylic acid having a tricyclodecane skeleton, and a bis (carboxy) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane. The compound can be synthesized by the synthesis method according to Production Example A of JP-A No. 58-110538, the synthesis method according to Example 1 of JP-T No. 2002-504891, or the synthesis by Synthesis Example 2 of JP-A No. 09-15846. Can be obtained according to the method. However, in this method, since a heavy metal is used as an oxidizing agent, the following manufacturing method is more preferable in that no heavy metal is used. That is, tricyclo (5,2,1,0) decanedimethanol (catalog No. T0850 manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in acetonitrile or the like, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (hereinafter, referred to as “Catalyst No. T0850”) was dissolved. (Also referred to as “TEMPO”), and adjusting pH using disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, etc., and adding sodium chlorite and sodium dichlorite to oxidize, is a compound in the purification bis (carboxy) tricyclo can [5,2,1,0 2,6] to produce decane.
また、上述した化合物以外の、他の上記構造群(11)の構造を有するジカルボン酸化合物は、メチルシクロペンタジエンダイマー(東京化成工業製 カタログNo.M0920)、1−メチルジシクロペンタジエン(東京化成工業製 カタログNo.M0910)、1−ヒドロキシジシクロペンタジエン(東京化成工業製 カタログNo.H0684)を原料として、J.Org.Chem.,45,3527(1980)で知られている方法により、上記原料の不飽和結合部位に臭化水素又は塩化水素を付加させた後、J.Am.Chem.Soc.,95,249(1973)で知られている方法に従い、さらに一酸化炭素、水を付加させることでトリシクロ[5,2,1,02,6]デカンの骨格にヒドロキシメチル基を2個導入することができる。ジヒドロキシメチル体を合成する方法としては、他には、J.Am.Chem.Soc.,91,2150(1969)で知られている方法により、不飽和結合部位に9−ボラビシクロ(3,3,1)ノナンを付加させて中間体を形成した後、一酸化炭素と反応させ、LiAlH(OCH3)3で還元することでもジヒドロキシメチル体を製造することができる。このようにして得られたジヒドロキシメチル体をビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンを得る際に説明した方法に従って、ジヒドロキシメチル基を同様に酸化することで、目的のジカルボン酸を得ることができる。 Other than the above-mentioned compounds, other dicarboxylic acid compounds having the structure of the above structural group (11) are methylcyclopentadiene dimer (catalog No. M0920 manufactured by Tokyo Chemical Industry), 1-methyldicyclopentadiene (Tokyo Chemical Industry). Catalog No. M0910) and 1-hydroxydicyclopentadiene (Tokyo Chemical Industry catalog No. H0684) as raw materials. Org. Chem. , 45, 3527 (1980), hydrogen bromide or hydrogen chloride is added to the unsaturated bond site of the raw material. Am. Chem. Soc. , 95,249 (1973) according to methods known in the further carbon monoxide, tricyclo by an addition of water [5,2,1,0 2,6] two hydroxymethyl groups decane skeleton introduced can do. Other methods for synthesizing dihydroxymethyl compounds include those described in J. Org. Am. Chem. Soc. , 91,2150 (1969), 9-borabicyclo (3,3,1) nonane is added to the unsaturated bond site to form an intermediate, and then reacted with carbon monoxide to form LiAlH. A dihydroxymethyl compound can also be produced by reduction with (OCH 3 ) 3 . According to this manner, the dihydroxymethyl body obtained by bis (carboxy) tricyclo [5,2,1,0 2,6] method described in decane, to oxidize in the same manner dihydroxy methyl group, object The dicarboxylic acid can be obtained.
また、上記のY1(COOH)2及びY2(COOH)2構造を有するジカルボン酸の一部又は全部に、5−アミノイソフタル酸の誘導体を用いることもできる。該誘導体を得るために5−アミノイソフタル酸に対して反応させる具体的な化合物としては、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、エキソ−3,6―エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、3−エチニル−1,2−フタル酸無水物、4−エチニル−1,2−フタル酸無水物、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、1−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、マレイン酸無水物、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、アリルスクシン酸無水物、イソシアナートエチルメタクリレート、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、3−シクロヘキセン−1−カルボン酸クロライド、2−フランカルボン酸クロリド、クロトン酸クロリド、ケイ皮酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド、プロピオリック酸クロリド、テトロリック酸クロリド、チオフェン2−アセチルクロリド、p−スチレンスルフォニルクロリド、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、クロロぎ酸メチルエステル、クロロぎ酸エチルエステル、クロロぎ酸n−プロピルエステル、クロロぎ酸イソプロピルエステル、クロロぎ酸イソブチルエステル、クロロぎ酸2−エトキシエステル、クロロぎ酸−sec−ブチルエステル、クロロぎ酸ベンジルエステル、クロロぎ酸2−エチルヘキシルエステル、クロロぎ酸アリルエステル、クロロぎ酸フェニルエステル、クロロぎ酸2,2,2−トリクロロエチルエステル、クロロぎ酸−2−ブトキシエチルエステル、クロロぎ酸−p−ニトロベンジルエステル、クロロぎ酸−p−メトキシベンジルエステル、クロロぎ酸イソボルニルベンジルエステル、クロロぎ酸−p−ビフェニルイソプロピルベンジルエステル、2−t−ブチルオキシカルボニル−オキシイミノ−2−フェニルアセトニトリル、S−t−ブチルオキシカルボニル−4,6−ジメチル−チオピリミジン、ジ−t−ブチル−ジカルボナート、N−エトキシカルボニルフタルイミド、エチルジチオカルボニルクロリド、ぎ酸クロリド、ベンゾイルクロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、メタンスルホン酸クロリド、アセチルクロリド、塩化トリチル、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシラン、(ジメチルアミノ)トリメチルシラン、トリメチルシリルジフェニル尿素、ビス(トリメチルシリル)尿素、イソシアン酸フェニル、イソシアン酸n−ブチル、イソシアン酸n−オクタデシル、イソシアン酸o−トリル、1,2−フタル酸無水物、シス−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、グルタル酸無水物が挙げられる。 In addition, a derivative of 5-aminoisophthalic acid can be used for a part or all of the dicarboxylic acid having the Y 1 (COOH) 2 and Y 2 (COOH) 2 structures. Specific compounds to be reacted with 5-aminoisophthalic acid to obtain the derivative include 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, exo-3,6-epoxy-1,2,3, 6-tetrahydrophthalic anhydride, 3-ethynyl-1,2-phthalic anhydride, 4-ethynyl-1,2-phthalic anhydride, cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 1 -Cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, allyl succinic anhydride , Isocyanate ethyl methacrylate, 3-isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate 3-cyclohexene-1-carboxylic acid chloride, 2-furancarboxylic acid chloride, crotonic acid chloride, cinnamic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic acid chloride, propiolic acid chloride, tetrolic acid chloride, thiophene 2-acetyl chloride, p -Styrenesulfonyl chloride, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, chloroformate methyl ester, chloroformate ethyl ester, chloroformate n-propyl ester, chloroformate isopropyl ester, chloroformate isobutyl ester, 2-ethoxy chloroformate Ester, chloroformate-sec-butyl ester, chloroformate benzyl ester, chloroformate 2-ethylhexyl ester, chloroformate allyl ester, chloroformate phenyl ester, chloro Acid 2,2,2-trichloroethyl ester, chloroformate-2-butoxyethyl ester, chloroformate-p-nitrobenzyl ester, chloroformate-p-methoxybenzyl ester, isobornylbenzyl chloroformate, Chloroformic acid-p-biphenylisopropylbenzyl ester, 2-t-butyloxycarbonyl-oxyimino-2-phenylacetonitrile, St-butyloxycarbonyl-4,6-dimethyl-thiopyrimidine, di-tert-butyl-dicarbonate N-ethoxycarbonylphthalimide, ethyldithiocarbonyl chloride, formic acid chloride, benzoyl chloride, p-toluenesulfonic acid chloride, methanesulfonic acid chloride, acetyl chloride, trityl chloride, trimethylchlorosilane, hexamethyldisila N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide, (N, N-dimethylamino) trimethylsilane, (dimethylamino) trimethylsilane, trimethylsilyldiphenylurea, bis (trimethylsilyl) urea, isocyanic acid Examples include phenyl, n-butyl isocyanate, n-octadecyl isocyanate, o-tolyl isocyanate, 1,2-phthalic anhydride, cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, and glutaric anhydride.
さらには、Y1(COOH)2及びY2(COOH)2構造を有するジカルボン酸として、テトラカルボン酸二無水物をモノアルコール、又はモノアミン等で開環したジカルボン酸を使用することもできる。ここでモノアルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール等が挙げられ、モノアミンの例としては、ブチルアミン、アニリン等が挙げられる。上記のテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の化学式で示される化合物が挙げられる。
別法としてテトラカルボン酸二無水物とビスアミノフェノール又はジアミンを反応させて、生成するカルボン酸残基を、モノアルコール又はモノアミンにより、エステル化又はアミド化することもできる。
また、ビスアミノフェノールに対してトリメリット酸クロリドを反応させて、テトラカルボン酸二無水物を生成し、上記のテトラカルボン酸二無水物と同様の方法で開環してジカルボン酸として使用することもできる。ここで得られるテトラカルボン酸二無水物としては下記の化学式:
Also, trimellitic acid chloride is reacted with bisaminophenol to produce tetracarboxylic dianhydride, and ring-opened in the same manner as the above tetracarboxylic dianhydride and used as dicarboxylic acid You can also. The tetracarboxylic dianhydride obtained here has the following chemical formula:
ヒドロキシポリアミドを合成するための、前記ジカルボン酸とビスアミノフェノール(ジアミン)の重縮合の方法としては、ジカルボン酸と塩化チオニルを使用してジ酸クロライドとした後に、ビスアミノフェノール(ジアミン)を作用させる方法、ジカルボン酸とビスアミノフェノール(ジアミン)をジシクロヘキシルカルボジイミドにより重縮合させる方法等が挙げられる。ジシクロヘキシルカルボジイミドを使用する方法においては同時にヒドロキシベンズトリアゾールを作用させることもできる。 As a method of polycondensation of the dicarboxylic acid and bisaminophenol (diamine) for synthesizing hydroxypolyamide, diacid chloride and thionyl chloride are used to form diacid chloride, and then bisaminophenol (diamine) is used. And a method of polycondensation of dicarboxylic acid and bisaminophenol (diamine) with dicyclohexylcarbodiimide. In the method using dicyclohexylcarbodiimide, hydroxybenztriazole can be allowed to act simultaneously.
前述の一般式(1)で示される繰り返し単位を有するヒドロキシポリアミドにおいて、その末端基を有機基(以下、「封止基」という)で封止して使用することも好ましい。ヒドロキシポリアミドの重縮合において、ジカルボン酸成分をビスアミノフェノール成分とジアミン成分の和に比べて過剰のモル数で使用する場合には、封止基としては、アミノ基又は水酸基を有する化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、アニリン、エチニルアニリン、ノルボルネンアミン、ブチルアミン、プロパルギルアミン、エタノール、プロパルギルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート等が挙げられる。 In the hydroxy polyamide having the repeating unit represented by the general formula (1), it is also preferable to use the terminal group after being sealed with an organic group (hereinafter referred to as “sealing group”). In the polycondensation of hydroxypolyamide, when the dicarboxylic acid component is used in an excessive number of moles compared to the sum of the bisaminophenol component and the diamine component, a compound having an amino group or a hydroxyl group is used as the sealing group. Is preferred. Examples of the compound include aniline, ethynylaniline, norborneneamine, butylamine, propargylamine, ethanol, propargyl alcohol, benzyl alcohol, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate and the like.
逆にビスアミノフェノール成分とジアミン成分の和をジカルボン酸成分に比べて過剰のモル数で使用する場合には、封止基としては、酸無水物、カルボン酸、酸クロリド、イソシアネート基等を有する化合物を用いるのが好ましい。該化合物の例としては、ベンゾイルクロリド、ノルボルネンジカルボン酸無水物、ノルボルネンカルボン酸、エチニルフタル酸無水物、グルタル酸無水物、無水マレイン酸、無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロへキセンジカルボン酸無水物、メタクリロイルオキシエチルメタクリレート、フェニルイソシアネート、メシルクロリド、トシル酸クロリド等が挙げられる。 Conversely, when the sum of the bisaminophenol component and the diamine component is used in an excessive number of moles compared to the dicarboxylic acid component, the sealing group has an acid anhydride, carboxylic acid, acid chloride, isocyanate group, etc. It is preferable to use a compound. Examples of the compound include benzoyl chloride, norbornene dicarboxylic anhydride, norbornene carboxylic acid, ethynyl phthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexane dicarboxylic anhydride, methylcyclohexane dicarboxylic anhydride Products, cyclohexene dicarboxylic acid anhydride, methacryloyloxyethyl methacrylate, phenyl isocyanate, mesyl chloride, tosylic chloride and the like.
感光性樹脂組成物のベースポリマーには、上述のヒドロキシポリアミドのみで使用しても何ら構わないが、テトラカルボン酸二無水物とフェノール性水酸基を有する芳香族ジアミンとを環化縮合させることにより得られるフェノール性水酸基を持つポリイミド構造を必要に応じて共重合させることもできる。 The base polymer of the photosensitive resin composition may be used only with the above-mentioned hydroxypolyamide, but it can be obtained by cyclocondensing tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine having a phenolic hydroxyl group. A polyimide structure having a phenolic hydroxyl group can be copolymerized as necessary.
フェノール性水酸基を含むポリイミドを合成する際のテトラカルボン酸二無水物としては、溶剤溶解性の観点から、炭素数が8〜36の芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び炭素数が6〜34の脂環式テトラカルボン酸二無水物から選択される化合物が好ましい。具体的には、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−シクロヘキセン−1,2ジカルボン酸無水物、ピロメリト酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3”,4,4”−ターフェニル(ter-phenyl)テトラカルボン酸二無水物、3,3’’’,4,4’’’−クアテルフェニル(quater-phenyl)テトラカルボン酸二無水物、3,3’’’’,4,4’’’’−キンク(quinque-phenyl)フェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、、メチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,1−エチリデン−4,4’−ジフタル酸二無水物、2,2−プロピリデン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,2−エチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,3−トリメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,4−テトラメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,5−ペンタメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、チオ−4,4’−ジフタル酸二無水物、スルホニル−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3−ビス[2−(3,4−ジカルボキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン二無水物、1,4−ビス[2−(3,4−ジカルボキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン二無水物、ビス[3−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、2,2−ビス[3−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジメチルシラン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、メチレン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、1,2−エチレン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、1,1−エチリデン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、2,2−プロピリデン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、オキシ−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、チオ−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、スルホニル−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、rel−[1S,5R,6R]−3−オキサビシクロ[3,2,1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、エチレングリコール−ビス(3,4−ジカルボン酸無水物フェニル)エーテルなどが挙げられるが、その中でも、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−シクロヘキセン−1,2ジカルボン酸無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(フタル酸無水物)が好ましく、更にその中でも5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フリル)−3−メチル−シクロヘキセン−1,2ジカルボン酸無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物が水銀ランプのi線に対する透明性の観点、アルカリ水溶液に対する溶解性、光感度の点で好ましい。 From the viewpoint of solvent solubility, the tetracarboxylic dianhydride when synthesizing a polyimide containing a phenolic hydroxyl group has an aromatic tetracarboxylic dianhydride having 8 to 36 carbon atoms and 6 to 34 carbon atoms. Preferred are compounds selected from alicyclic tetracarboxylic dianhydrides. Specifically, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-cyclohexene-1,2 dicarboxylic acid anhydride, pyromellitic dianhydride, 1,2,3,4-benzene Tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ", 4,4" -ter-phenyl tetracarboxylic dianhydride, 3,3 '' ', 4,4' ''-qua Quater-phenyl tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ″ ″, 4,4 ″ ″-quinque-phenyl phenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3 , 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, methyle 4,4′-diphthalic dianhydride, 1,1-ethylidene-4,4′-diphthalic dianhydride, 2,2-propylidene-4,4′-diphthalic dianhydride, 1,2 -Ethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-trimethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,4-tetramethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, , 5-pentamethylene-4,4′-diphthalic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, thio-4,4′-diphthalic dianhydride, sulfonyl-4,4 '-Diphthalic dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) benzene dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4- Bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, , 3-bis [2- (3,4-dicarboxyphenyl) -2-propyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [2- (3,4-dicarboxyphenyl) -2-propyl] benzene Anhydride, bis [3- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] methane dianhydride, bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] methane dianhydride, 2,2-bis [3 -(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenoxy) ) Dimethylsilane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic Dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, ethylenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4 Butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, Cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-bicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, carbonyl-4,4′-bis (cyclohexane Xanthane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, methylene-4,4′-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 1,2-ethylene-4,4′-bis (cyclohexane-) 1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 1,1-ethylidene-4,4′-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 2,2-propylidene-4,4′-bis ( Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, oxy-4,4′-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, thio-4,4′-bis (cyclohexane-1,2- Dicarboxylic acid) dianhydride, sulfonyl-4,4′-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, bicyclo [2,2,2] oct-7-ene-2,3,5,6 -Tetracarboxylic dianhydride, el- [1S, 5R, 6R] -3-oxabicyclo [3,2,1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 ′-(tetrahydrofuran-2 ′, 5′-dione), 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride, ethylene glycol-bis (3,4-dicarboxylic anhydride phenyl) ether Among them, among them, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-cyclohexene-1,2 dicarboxylic acid anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether Preferred are dianhydrides, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 4,4 ′-(4,4′-isopropylidenediphenoxy) bis (phthalic anhydride). Among them, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furyl) -3-methyl-cyclohexene-1,2 dicarboxylic acid anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride are among them. From the viewpoint of transparency with respect to i-line of a mercury lamp, solubility in an alkaline aqueous solution, and photosensitivity are preferable.
フェノール性水酸基を有するイミドユニットを合成する際に使用するX3で表されるフェノール性水酸基を有するジアミンは、上述したフェノール性ジアミン(n=2のとき)又は非フェノール性ジアミン(n=0のとき)の群の中から選ばれるか、あるいは2,4−ジアミノフェノール(n=1のとき)が挙げられる。その中でも2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパンが樹脂組成物の光感度が高い観点からより好ましい。 Diamines having a phenolic hydroxyl group represented by X 3 to be used in synthesizing the imide unit having a phenolic hydroxyl group, (when n = 2) above phenolic diamine or non-phenolic diamine (n = 0, )) Or 2,4-diaminophenol (when n = 1). Among these, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane is more preferable from the viewpoint of high photosensitivity of the resin composition.
フェノール性水酸基を有するイミドユニットを合成する際の脱水縮合反応は、例えば国際公開第01/034679号パンフレットに記載されている方法に従って、上記テトラカルボン酸二無水物と上記フェノール性ジアミンとを酸又は塩基触媒の存在下、30℃〜220℃、好ましくは170℃〜200℃に加熱することにより行うことができる。酸触媒としては、ポリイミドの製造に通常用いられている硫酸のような無機酸やp−トルエンスルホン酸のような有機酸を用いることが可能である。γ−バレロラクトンとピリジンを使用してもよい。塩基触媒としては、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,3,5,7−テトラアザトリシクロ(3,3,1,1,3,7)デカン、トリエチレンジアミンなどを用いてもよい。 The dehydration condensation reaction when synthesizing an imide unit having a phenolic hydroxyl group is carried out by, for example, following the method described in International Publication No. 01/034679 pamphlet with the above tetracarboxylic dianhydride and the above phenolic diamine. The reaction can be carried out by heating at 30 ° C. to 220 ° C., preferably 170 ° C. to 200 ° C. in the presence of a base catalyst. As the acid catalyst, it is possible to use an inorganic acid such as sulfuric acid or an organic acid such as p-toluenesulfonic acid that is usually used in the production of polyimide. γ-valerolactone and pyridine may be used. Base catalysts include pyridine, triethylamine, dimethylaminopyridine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, 1,3,5,7-tetraazatricyclo (3,3,1,1, 3,7) Decane, triethylenediamine or the like may be used.
さらに、特に重縮合触媒等を加えずに、反応液の温度をイミド化反応が生ずる温度以上で保持し、脱水反応により生ずる水をトルエン等の水との共沸溶媒を利用して反応系外へ除き、イミド化脱水縮合反応を完結させる方法でもよい。
脱水縮合反応を行う反応溶媒としては、水を共沸させるための溶媒であるトルエンに加え、アルカリ水溶液に可溶なアルカリ可溶性樹脂を溶解させるための極性の有機溶媒を使用することが好ましい。これらの極性溶媒としては、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、スルホラン等が用いられる。
ポリイミドを製造するにおいては、前述のフェノール性ジアミン以外に必要に応じて前述の非フェノール性ジアミンを共重合することで、アルカリ水溶液に対する溶解性や物性をコントロールしてもよい。
なお、2以上のテトラカルボン酸二無水物若しくは2以上のフェノール性ジアミン又は非フェノール性ジアミンを用いる場合、逐次反応を利用したブロック共重縮合体としてもよいし、3成分以上の原料を仕込む場合に、反応系に同時に原料を仕込み、ランダム共重縮合体としても何ら構わない。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物のベースポリマーは、上述のヒドロキシポリアミドとポリイミドユニットを共重合してもよいが、共重合する際の共重合比率は、任意に選ばれるが、ポリベンゾオキサゾール前駆体ユニット:ポリイミドユニットの比率が10:90〜100:0の範囲が光感度の観点から好ましい。
Furthermore, without adding a polycondensation catalyst or the like, the temperature of the reaction solution is maintained at a temperature higher than the temperature at which the imidization reaction occurs, and the water generated by the dehydration reaction is removed from the reaction system using an azeotropic solvent with water such as toluene. Alternatively, the imidation dehydration condensation reaction may be completed.
As a reaction solvent for performing the dehydration condensation reaction, it is preferable to use a polar organic solvent for dissolving an alkali-soluble resin soluble in an aqueous alkali solution in addition to toluene, which is a solvent for azeotropically distilling water. As these polar solvents, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetramethylurea, sulfolane and the like are used.
In the production of polyimide, the solubility and physical properties in an alkaline aqueous solution may be controlled by copolymerizing the above-mentioned non-phenolic diamine in addition to the above-mentioned phenolic diamine as necessary.
When two or more tetracarboxylic dianhydrides or two or more phenolic diamines or non-phenolic diamines are used, a block copolycondensate using a sequential reaction may be used, or a raw material having three or more components is charged. In addition, the raw materials may be charged into the reaction system at the same time to form a random copolycondensate.
The base polymer of the positive photosensitive resin composition of the present invention may copolymerize the above-mentioned hydroxypolyamide and polyimide unit, but the copolymerization ratio at the time of copolymerization is arbitrarily selected, but polybenzoxazole The ratio of the precursor unit: polyimide unit is preferably in the range of 10:90 to 100: 0 from the viewpoint of photosensitivity.
(A)アルカリ水溶液可溶性重合体の末端は、下記一般式(9)で表される末端基からなる群より選択される少なくとも1つの末端基であることが好ましい。
上記一般式(6)のみならず、下記末端基で修飾してもよい。末端を修飾する方法としては、マレイン酸無水物、コハク酸無水物、けい皮酸無水物、5−ノルボルネン酸無水物、4−エチニルフタル酸無水物、フェニルエチニルフタル酸無水物、3,6−エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−アミノスチレン、4−エチニルアニリン、3−エチニルアニリン、4−アミノフェノール、3−アミノフェノール、2−アミノフェノール等をアルカリ可溶性樹脂の合成時に適量添加すればよい。また、本発明で用いるジカルボン酸を末端として残してもよい。 You may modify not only the said General formula (6) but with the following end group. Examples of the method for modifying the terminal include maleic anhydride, succinic anhydride, cinnamic anhydride, 5-norbornenic anhydride, 4-ethynylphthalic anhydride, phenylethynylphthalic anhydride, 3,6- Epoxy-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic An appropriate amount of acid anhydride, 4-aminostyrene, 4-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-aminophenol, 3-aminophenol, 2-aminophenol or the like may be added during the synthesis of the alkali-soluble resin. Moreover, you may leave the dicarboxylic acid used by this invention as a terminal.
(A)アルカリ水溶液可溶性重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」とも記す。)によるポリスチレン換算重量平均分子量は、3,000〜50,000であると好ましく、6,000〜30,000であるとより好ましい。重量平均分子量は、硬化レリーフパターンの物性の観点から3,000以上が好ましい。また、解像性の観点から、50,000以下が好ましい。GPCの展開溶媒としては、テトラヒドロフラン(以下「THF」とも記す。)、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」とも記す。)が推奨される。また分子量は標準単分散ポリスチレンを用いて作成した検量線から求める。標準単分散ポリスチレンとしては昭和電工社製 有機溶媒系標準試料 STANDARD SM−105から選ぶことが推奨される。 (A) The weight average molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”) of an aqueous alkali-soluble polymer is preferably 3,000 to 50,000, and preferably 6,000 to 30,000. Is more preferable. The weight average molecular weight is preferably 3,000 or more from the viewpoint of the physical properties of the cured relief pattern. Moreover, from a viewpoint of resolution, 50,000 or less is preferable. As developing solvents for GPC, tetrahydrofuran (hereinafter also referred to as “THF”) and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”) are recommended. The molecular weight is determined from a calibration curve prepared using standard monodisperse polystyrene. As the standard monodisperse polystyrene, it is recommended to select from standard organic solvent standard sample STANDARD SM-105 manufactured by Showa Denko.
(B)光酸発生剤
(B)光酸発生剤としては、ナフトキノンジアジド化合物、オニウム塩、ハロゲン含有化合物、などを用いることができるが、溶剤溶解性及び保存安定性の観点から、ナフトキノンジアジド構造を有する化合物(以下、「ナフトキノンジアジド化合物」とも言う)が好ましい。
上記オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、アンモニウム塩、及びジアゾニウム塩などが挙げられ、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、及びトリアルキルスルホニウム塩からなる群から選ばれるオニウム塩が好ましい。
上記ハロゲン含有化合物としては、ハロアルキル基含有炭化水素化合物などがあり、トリクロロメチルトリアジンが好ましい。
(B) Photoacid generator (B) As the photoacid generator, a naphthoquinonediazide compound, an onium salt, a halogen-containing compound, and the like can be used. From the viewpoint of solvent solubility and storage stability, a naphthoquinonediazide structure is used. (Hereinafter, also referred to as “naphthoquinone diazide compound”) is preferable.
Examples of the onium salt include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, ammonium salts, and diazonium salts, and onium salts selected from the group consisting of diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, and trialkylsulfonium salts are preferable. .
Examples of the halogen-containing compound include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds, and trichloromethyltriazine is preferable.
上記ナフトキノンジアジド化合物としては、1,2−ベンゾキノンジアジド構造あるいは1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物であり、米国特許第2,772,972号明細書、米国特許第2,797,213号明細書、及び米国特許第3,669,658号明細書等により公知の物質である。該ナフトキノンジアジド構造は、以降に詳述する特定構造を有するポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、及び該ポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルからなる群から選択される少なくとも一種の化合物(以下、「NQD化合物」ともいう。)である。 The naphthoquinone diazide compound is a compound having a 1,2-benzoquinone diazide structure or a 1,2-naphthoquinone diazide structure. US Pat. No. 2,772,972, US Pat. No. 2,797,213 And U.S. Pat. No. 3,669,658. The naphthoquinonediazide structure includes 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound having a specific structure described in detail below, and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of the polyhydroxy compound. At least one compound selected from the group consisting of (hereinafter also referred to as “NQD compound”).
該NQD化合物は、常法に従って、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物をクロルスルホン酸又は塩化チオニルでスルホニルクロライドとし、得られたナフトキノンジアジドスルホニルクロライドと、ポリヒドロキシ化合物とを縮合反応させることにより得られる。例えば、ポリヒドロキシ化合物と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド又は1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリドの所定量をジオキサン、アセトン、またはテトラヒドロフラン等の溶媒中において、トリエチルアミン等の塩基性触媒の存在下反応させてエステル化を行い、得られた生成物を水洗、乾燥することにより得ることができる。 The NQD compound can be obtained by subjecting a naphthoquinone diazide sulfonic acid compound to sulfonyl chloride with chlorosulfonic acid or thionyl chloride and subjecting the resulting naphthoquinone diazide sulfonyl chloride to a polyhydroxy compound according to a conventional method. For example, a predetermined amount of a polyhydroxy compound and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride or 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride in a solvent such as dioxane, acetone, or tetrahydrofuran, and basic such as triethylamine It can be obtained by reacting in the presence of a catalyst for esterification and washing the resulting product with water and drying.
以下に好ましいNQD化合物について記載する。
下記一般式(10)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
NQD compounds of polyhydroxy compounds represented by the following general formula (10)
具体的な化合物としては、特開2001−109149号公報の[化18]〜[化32]に記載してあるポリヒドロキシ化合物のNQD化物がある。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
下記一般式(11)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な化合物としては、特開2001−092138号公報の[化23]〜[化28]に記載してある。そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
下記一般式(12)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な好ましい例としては、特開2004−347902号公報の[化24]、[化25]に記載してある。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
下記一般式(13)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な化合物は、特開2003−131368号公報の[化22]〜[化28]に記載してある。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
下記一般式(14)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な化合物としては、特開2004−109849号公報の[化17]〜[化22]に記載してあるポリヒドロキシ化合物のNQD化物である。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
下記一般式(15)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な化合物としては、特開2001−356475号公報の[化18]〜[化22]に記載してある。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
下記一般式(16)で表されるポリヒドロキシ化合物のNQD化物
具体的な化合物としては、特開2005−008626号公報の[化15]、[化16]に記載してあるポリヒドロキシ化合物のNQD化物である。
そのなかでも、以下のポリヒドロキシ化合物のNQD化物が、感度が高く、ポジ型感光性樹脂組成物中での析出性が低いことから好ましい。
Among these, NQD compounds of the following polyhydroxy compounds are preferable because of high sensitivity and low precipitation in the positive photosensitive resin composition.
その他の構造としては具体的に下記が好ましい。
本組成物において、NQD化合物におけるナフトキノンジアジドスルホニル基は、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基、4−ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が延びており、g線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。また、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を得ることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を混合して使用することもできる。本組成物において、ナフトキノンジアジド化合物のアルカリ水溶液可溶性重合体に対する配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、1〜50質量部であり、5〜30質量部が好ましい。感光性ジアゾキノン化合物の配合量が1質量部以上であると樹脂のパターニング性が良好であり、一方、50質量部以下であると硬化後の膜の引張り伸び率が良好、かつ露光部の現像残さ(スカム)が少ない。 In the present composition, as the naphthoquinone diazide sulfonyl group in the NQD compound, both a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group and a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group are preferably used. The 4-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has absorption in the i-line region of a mercury lamp and is suitable for i-line exposure. The 5-naphthoquinonediazide sulfonyl ester compound has an absorption extending to the g-line region of a mercury lamp and is suitable for g-line exposure. In the present invention, it is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound depending on the wavelength to be exposed. In addition, a naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound in which 4-naphthoquinone diazide sulfonyl group and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl group are used in the same molecule can be obtained, or 4-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound and 5-naphthoquinone diazide sulfonyl ester compound. Can also be used in combination. In the present composition, the blending amount of the naphthoquinone diazide compound with respect to the aqueous alkali-soluble polymer is 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous alkali-soluble polymer. If the blending amount of the photosensitive diazoquinone compound is 1 part by mass or more, the patterning property of the resin is good. On the other hand, if it is 50 parts by mass or less, the tensile elongation of the cured film is good and the development residue in the exposed part (Scum) is low.
(C)下記一般式(2)で表される化合物としては、ビスアリルナジイミド化合物やビスノルボルネンイミド化合物などが挙げられる。感度の観点から、下記一般式(3)からなる化合物がより好ましい。
これら化合物の具体例としては、一般式(3)が挙げられる(丸善石油化学株式会社製:商品名 BANI−M、BANI−X、BANI−H、BANI−D)。一般式(3)で挙げられる化合物の中でもキュア形状と感度の観点から、BANI−Xが最も好ましい。
Specific examples of these compounds include general formula (3) (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd .: trade names: BANI-M, BANI-X, BANI-H, BANI-D). Of the compounds represented by the general formula (3), BANI-X is most preferable from the viewpoint of the curing shape and sensitivity.
(C)化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
(C)化合物の配合量は、(A)アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、1〜40質量部であり、2〜30質量部がより好ましく、4〜20質量部が更に好ましい。該化合物の配合量が1質量部以上だと硬化時によるキュア形状が良くなり、一方、40質量部以下だと硬化後の膜の引っ張り伸び率と良好であり、良好な密着性とリソ性能を示す。
(C) A compound may be used individually or may be used in mixture of 2 or more.
(C) The compounding quantity of a compound is 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) alkali aqueous solution soluble polymer, 2-30 mass parts is more preferable, and 4-20 mass parts is still more preferable. When the compounding amount of the compound is 1 part by mass or more, the cured shape at the time of curing is improved. On the other hand, when the compounding amount is 40 parts by mass or less, the tensile elongation of the film after curing is good and the adhesiveness and litho performance are good. Show.
(D)有機溶剤
本発明においては、これらの成分を溶媒に溶解してワニス状にし、感光性樹脂組成物の溶液として使用することが好ましい。このような溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン(以下、「GBL」ともいう。)、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、「DMAc」ともいう。)、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル(以下、「DMDG」ともいう。)、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート等を単独または混合して使用できる。これらの溶媒のうち、非アミド系溶媒がフォトレジストなどへの影響が少ない点から好ましい。具体的なより好ましい例としてはγ−ブチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフルフリルアルコールなどを挙げることができる。これらの有機溶剤は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
(D)溶剤を配合する場合の配合量は、(A)アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、100〜2000質量部であり、有機溶媒の添加量を変化させることで、粘度をコントロールできる。好ましくは100〜1000質量部であり、さらに好ましくは100〜1000質量部で溶媒の添加量は、上記の範囲内で塗布装置、及び塗布厚みに適した粘度に設定することが、硬化レリーフパターンの製造を容易にすることができるので好ましい。
(D) Organic solvent In the present invention, these components are preferably dissolved in a solvent to form a varnish and used as a solution of the photosensitive resin composition. Examples of such solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone (hereinafter also referred to as “GBL”), cyclopentanone, cyclohexanone, isophorone, N, N-dimethylacetamide (hereinafter also referred to as “DMAc”). ), Dimethylimidazolinone, tetramethylurea, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter also referred to as “DMDG”), diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol Seteto, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, may be used alone or as a mixture of methyl 3-methoxy propionate or the like. Of these solvents, non-amide solvents are preferred because they have little influence on the photoresist. Specific preferred examples include γ-butyrolactone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, tetrahydrofurfuryl alcohol and the like. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
(D) The compounding quantity in the case of mix | blending a solvent is 100-2000 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) alkali aqueous solution soluble polymer, and a viscosity can be controlled by changing the addition amount of an organic solvent. . It is preferably 100 to 1000 parts by mass, and more preferably 100 to 1000 parts by mass, and the addition amount of the solvent can be set to a viscosity suitable for the coating apparatus and the coating thickness within the above range. It is preferable because the manufacturing can be facilitated.
(E)その他の添加剤
感光性樹脂組成物には、必要に応じて、ヒドロキシル基含有化合物(ただし、後に出てくるフェノール化合物は除く)、ポジ型感光性樹脂組成物の添加剤として知られているフェノール化合物、染料、界面活性剤、安定剤、シリコンウエハーとの接着性を高めるための接着助剤の少なくとも1種等を添加することも可能である。
上記添加剤について更に具体的に述べると、ヒドロキシル基含有化合物は、炭素原子数が4〜14であることが好ましい。本発明の感光性樹脂組成物にヒドロキシル基含有化合物を添加することは、感度、解像度の観点から好ましい。ヒドロキシル基含有化合物としては、具体的には、シクロプロピルカルビノール、2−シクロヘキセン−1−オール、シクロヘキサンメタノール、4−メチル−1−シクロヘキサンメタノール、3,4−ジメチルシクロヘキサノール、4−エチルシクロヘキサノール、4−t−ブチロシクロヘキサノール、シクロヘキサンエタノール、3−シクロヘキシル−1−プロパノール、1−シクロヘキシル−1−ペンタノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ノルボルナン−2−メタノール、シクロオクタノール、2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、2,4−ヘキサジエン−1−オール、cis−2−ヘキセン−1−オール、trans−2−ヘプテン−1−オール、cis−4−ヘプテン−1−オール、cis−3−オクテン−1−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、2,7−オクタジエノール、3,6−ジメチル−1−ヘプチン−3−オール、3−エチル−2−メチル−3−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2,3−ジメチル−2−ヘキサノール、2,5−ジメチル−2−ヘキサノール、trans,cis−2,6−ノナジエン−1−オール、1−ノネン−3−オール、cis−2−ブテン−1,4−ジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、trans−p−メンタン−3,8−ジオール、2,4−ジメトキシベンジルアルコール、ブチロイン等が挙げられる。
(E) Other additives The photosensitive resin composition is known as an additive for a hydroxyl group-containing compound (excluding a phenol compound that appears later) and a positive photosensitive resin composition, if necessary. It is also possible to add a phenol compound, a dye, a surfactant, a stabilizer, at least one kind of an adhesion assistant for enhancing the adhesion to the silicon wafer.
More specifically describing the additive, the hydroxyl group-containing compound preferably has 4 to 14 carbon atoms. Addition of a hydroxyl group-containing compound to the photosensitive resin composition of the present invention is preferable from the viewpoints of sensitivity and resolution. Specific examples of the hydroxyl group-containing compound include cyclopropylcarbinol, 2-cyclohexen-1-ol, cyclohexanemethanol, 4-methyl-1-cyclohexanemethanol, 3,4-dimethylcyclohexanol, and 4-ethylcyclohexanol. 4-t-butyrocyclohexanol, cyclohexaneethanol, 3-cyclohexyl-1-propanol, 1-cyclohexyl-1-pentanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, norbornane-2-methanol, cyclooctanol, 2 , 3,4-trimethyl-3-pentanol, 2,4-hexadien-1-ol, cis-2-hexen-1-ol, trans-2-hepten-1-ol, cis-4-heptene-1- All, cis-3-oct N-1-ol, 4-ethyl-1-octin-3-ol, 2,7-octadienol, 3,6-dimethyl-1-heptin-3-ol, 3-ethyl-2-methyl-3- Pentanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2,3-dimethyl-2-hexanol, 2,5-dimethyl-2-hexanol, trans, cis-2,6-nonadien-1-ol, 1-nonene-3 -Ol, cis-2-butene-1,4-diol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,5-hexadiene-3,4 -Diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,2,4,4-tetramethyl -1,3-cyclo Butanediol, 1,2-cyclohexanediol, trans-p-menthane-3,8-diol, 2,4-dimethoxybenzyl alcohol, butyroin, and the like.
これらの中でも、2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、2,4−ヘキサジエン−1−オール、cis−2−ヘキセン−1−オール、trans−2−ヘプテン−1−オール、cis−4−ヘプテン−1−オール、cis−3−オクテン−1−オール、trans,cis−2,6−ノナジエン−1−オール、cis−2−ブテン−1,4−ジオール、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール等の不飽和結合や枝分かれ構造を有するヒドロキシル基含有化合物が好ましく、基板との密着性の観点から、ジオールよりモノアルコールが好ましく、その中でも2,3,4−トリメチル−3−ペンタノール、3−エチル−2−メチル−3−ペンタノール、グリセロール−α,α’−ジアリルエーテルが特に好ましい。
これらのヒドロキシル基含有化合物は単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
上記のヒドロキシル基含有化合物を配合する場合の配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0〜70質量部が好ましく、0.1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましく、5〜25が特に好ましい。ヒドロキシル基含有化合物の配合量が0.01質量部以上であると露光部の現像残渣が少なくなり、一方、70質量部以下であると硬化後の膜の引っ張り伸び率が良好である。
Among these, 2,3,4-trimethyl-3-pentanol, 2,4-hexadien-1-ol, cis-2-hexen-1-ol, trans-2-hepten-1-ol, cis-4 -Hepten-1-ol, cis-3-octen-1-ol, trans, cis-2,6-nonadien-1-ol, cis-2-butene-1,4-diol, 1,5-hexadiene-3 Hydroxyl group-containing compounds having an unsaturated bond or a branched structure such as 1,4-diol are preferable, and monoalcohols are preferable from diols from the viewpoint of adhesion to the substrate, and among them, 2,3,4-trimethyl-3-pen Particularly preferred are tanol, 3-ethyl-2-methyl-3-pentanol, and glycerol-α, α′-diallyl ether.
These hydroxyl group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount in the case of blending the above hydroxyl group-containing compound is preferably 0 to 70 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight, and 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous alkaline solution polymer. Part is more preferable, and 5 to 25 is particularly preferable. When the compounding amount of the hydroxyl group-containing compound is 0.01 parts by mass or more, the development residue in the exposed part is reduced, while when it is 70 parts by mass or less, the tensile elongation of the film after curing is good.
フェノール化合物としては、前記感光性ジアゾキノン化合物に使用しているバラスト剤、パラクミルフェノール、ビスフェノール類、レゾルシノール類、MtrisPC、MtetraPC等の直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、TrisP−HAP、TrisP−PHBA、TrisP−PA等の非直鎖状フェノール化合物(本州化学工業社製:商品名)、ジフェニルメタンのフェニル基の水素原子2〜5個を水酸基に置換した化合物、2,2−ジフェニルプロパンのフェニル基の水素原子1〜5個を水酸基に置換した化合物等が挙げられる。該フェノール化合物の添加により、現像時のレリーフパターンの密着性を向上させ残渣の発生を抑えることができる。なお、バラスト剤とは、フェノール性水素原子の一部がナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化されたフェノール化合物である前述の感光性ジアゾキノン化合物に原料として使用されているフェノール化合物をいう。
フェノール化合物を配合する場合の配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0〜50質量部が好ましく、1〜30質量部が好ましい。添加量が50質量部以内であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
染料としては、例えば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等が挙げられる。染料を配合する場合の配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましい。添加量が10質量部以下であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
Examples of the phenol compound include ballast agents, paracumylphenol, bisphenols, resorcinols, linear phenolic compounds such as MtrisPC and MtetraPC used in the photosensitive diazoquinone compound (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), TrisP. -Non-linear phenolic compounds such as HAP, TrisP-PHBA, TrisP-PA (made by Honshu Chemical Industry Co., Ltd .: trade name), compounds in which 2-5 hydrogen atoms of the phenyl group of diphenylmethane are substituted with hydroxyl groups, 2, 2 -The compound etc. which substituted the 1-5 hydrogen atom of the phenyl group of diphenylpropane by the hydroxyl group are mentioned. By adding the phenol compound, the adhesion of the relief pattern during development can be improved and the generation of residues can be suppressed. In addition, a ballast agent means the phenol compound currently used as a raw material for the above-mentioned photosensitive diazoquinone compound which is a phenol compound in which a part of the phenolic hydrogen atom is converted to naphthoquinonediazide sulfonic acid ester.
0-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this aqueous alkali solution, and 1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this aqueous alkali solution. When the addition amount is within 50 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
Examples of the dye include methyl violet, crystal violet, and malachite green. As for the compounding quantity in the case of mix | blending dye, 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this alkaline aqueous solution soluble polymer. When the addition amount is 10 parts by mass or less, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
界面活性剤としては、ポリプロピレングリコール、若しくはポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリグリコール類、又はその誘導体からなる非イオン系界面活性剤が挙げられる。また、フロラード(住友3M社製:商品名)、メガファック(大日本インキ化学工業社製:商品名)、またはルミフロン(旭硝子社製:商品名)等のフッ素系界面活性剤が挙げられる。さらに、KP341(信越化学工業社製:商品名)、DBE(チッソ社製:商品名)、グラノール(共栄社化学社製:商品名)等の有機シロキサン界面活性剤が挙げられる。該界面活性剤の添加により、塗布時のウエハーエッジでの塗膜のハジキをより発生し難くすることができる。
界面活性剤を配合する場合の配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.01〜1質量部がより好ましい。添加量が10質量部以内であれば、熱硬化後の膜の耐熱性が良好である。
接着助剤としては、アルキルイミダゾリン、酪酸、アルキル酸、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、t−ブチルノボラック、エポキシポリマー、およびエポキシシランなどの各種シランカップリング剤が挙げられる。
Examples of the surfactant include polypropylene glycol, polyglycols such as polyoxyethylene lauryl ether, and nonionic surfactants made of derivatives thereof. Further, fluorine-based surfactants such as Fluorard (manufactured by Sumitomo 3M: trade name), MegaFac (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: trade name), or Lumiflon (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) can be used. Furthermore, organosiloxane surfactants such as KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name), DBE (manufactured by Chisso Corporation: trade name), granol (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: trade name), and the like can be mentioned. By adding the surfactant, it is possible to make it less likely to cause repellency of the coating film at the wafer edge during coating.
0-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of this aqueous alkali solution, and, as for the compounding quantity in the case of mix | blending surfactant, 0.01-1 mass part is more preferable. If the addition amount is within 10 parts by mass, the heat resistance of the film after thermosetting is good.
Examples of the adhesion aid include various silane coupling agents such as alkyl imidazoline, butyric acid, alkyl acid, polyhydroxystyrene, polyvinyl methyl ether, t-butyl novolac, epoxy polymer, and epoxy silane.
シランカップリング剤の具体的な好ましい例としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 KBM803、チッソ株式会社製:商品名 サイラエースS810)、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6475.0)、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名 LS1375、アズマックス株式会社製:商品名 SIM6474.0)、メルカプトメチルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6473.5C)、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SIM6473.0)、3−メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジエトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルジエトキシメトキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルエトキシジプロポキシシラン、2−メルカプトエチルジメトキシプロポキシシラン、2−メルカプトエチルメトキシジプロポキシシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、4−メルカプトブチルトリエトキシシラン、4−メルカプトブチルトリプロポキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)ウレア(信越化学工業株式会社製:商品名 LS3610、アズマックス株式会社製:商品名 SIU9055.0)、N−(3−トリメトキシシリルプロピル)ウレア(アズマックス株式会社製:商品名 SIU9058.0)、N−(3−ジエトキシメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジエトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジメトキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−エトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−ジメトキシプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−メトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N−(3−トリメトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリエトキシシリルブチル)ウレア、N−(3−トリプロポキシシリルブチル)ウレア、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0598.0)、m−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.0)、p−アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.1)アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名 SLA0599.2)、2−(トリメトキシシリルエチル)ピリジン(アズマックス株式会社製:商品名 SIT8396.0)、2−(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2−(ジメトキシシリルメチルエチル)ピリジン、2−(ジエトキシシリルメチルエチル)ピリジン、(3−トリエトキシシリルプロピル)−t−ブチルカルバメート、(3−グリシドキシプロピル)トリエトキシシランなどが挙げられる。また、特に好ましいものとして、下記構造が挙げられるが、これに限らない。 Specific preferred examples of the silane coupling agent include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name KBM803, manufactured by Chisso Corporation: trade name: Syra Ace S810), 3-mercaptopropyltriethoxysilane. (Manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6475.0), 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name LS1375, product of Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6474.0), Azmax Co., Ltd .: Trade name SIM6473.5C), Mercaptomethylmethyldimethoxysilane (Azmax Co., Ltd .: trade name SIM6473.0), 3-mercaptopropyldiethoxymethoxysilane, 3-me Captopropylethoxydimethoxysilane, 3-mercaptopropyltripropoxysilane, 3-mercaptopropyldiethoxypropoxysilane, 3-mercaptopropylethoxydipropoxysilane, 3-mercaptopropyldimethoxypropoxysilane, 3-mercaptopropylmethoxydipropoxysilane, 2 -Mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyldiethoxymethoxysilane, 2-mercaptoethylethoxydimethoxysilane, 2-mercaptoethyltripropoxysilane, 2-mercaptoethyltripropoxysilane, 2-mercaptoethylethoxydipropoxysilane, 2 -Mercaptoethyldimethoxypropoxysilane, 2-mercaptoethylmethoxydipropoxysilane, 4-mercaptobutylto Limethoxysilane, 4-mercaptobutyltriethoxysilane, 4-mercaptobutyltripropoxysilane, N- (3-triethoxysilylpropyl) urea (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name LS3610, manufactured by Azmax Corporation: trade name SIU9055.0), N- (3-trimethoxysilylpropyl) urea (manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SIU9058.0), N- (3-diethoxymethoxysilylpropyl) urea, N- (3-ethoxydimethoxysilyl) Propyl) urea, N- (3-tripropoxysilylpropyl) urea, N- (3-diethoxypropoxysilylpropyl) urea, N- (3-ethoxydipropoxysilylpropyl) urea, N- (3-dimethoxypropoxysilyl) Propyl) urea, N- (3 Methoxydipropoxysilylpropyl) urea, N- (3-trimethoxysilylethyl) urea, N- (3-ethoxydimethoxysilylethyl) urea, N- (3-tripropoxysilylethyl) urea, N- (3-tri Propoxysilylethyl) urea, N- (3-ethoxydipropoxysilylethyl) urea, N- (3-dimethoxypropoxysilylethyl) urea, N- (3-methoxydipropoxysilylethyl) urea, N- (3-tri Methoxysilylbutyl) urea, N- (3-triethoxysilylbutyl) urea, N- (3-tripropoxysilylbutyl) urea, 3- (m-aminophenoxy) propyltrimethoxysilane (manufactured by Azmax Corporation) SLA0598.0), m-aminophenyltrimethoxysilane (Manufactured by AZMAX Co., Ltd .: trade name SLA0599.0), p-aminophenyltrimethoxysilane (manufactured by AZMAX Co., Ltd .: trade name SLA0599.1) aminophenyltrimethoxysilane (manufactured by AZMAX Co., Ltd .: trade name SLA0599.2), 2- (trimethoxysilylethyl) pyridine (manufactured by Azmax Co., Ltd .: trade name SIT83396.), 2- (triethoxysilylethyl) pyridine, 2- (dimethoxysilylmethylethyl) pyridine, 2- (diethoxysilylmethylethyl) ) Pyridine, (3-triethoxysilylpropyl) -t-butylcarbamate, (3-glycidoxypropyl) triethoxysilane, and the like. Particularly preferable examples include, but are not limited to, the following structures.
上記接着助剤を配合する場合の配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0〜20質量部が好ましく、0.05〜10質量部がより好ましく、0.1〜8質量部がさらに好ましく、1〜6質量部が特に好ましい。シリコン系カップリング剤の配合量が0.01質量部以上であると露光部の現像残渣がなく、シリコン基板との密着性が良好であり、一方、20質量部以下であると密着性における経時安定性が良好である。
また更に下記化合物を併用しても構わない。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン、テトラキス(メトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシ−n−プロポキシシラン)、テトラキス(エトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシエトキシエトキシシラン)、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)オクタン、ビス(トリエトキシシリル)オクタジエン、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド、ジ−t−ブトキシジアセトキシシラン、ジ−i−ブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ビス(ペンタジオネート)チタン−O,O’−ビス(オキシエチル)−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。この中で好ましいものとして、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが特に好ましい。上記化合物のアルカリ水溶液可溶性重合体に対する配合量は、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0〜10質量部が好ましく、0.1〜6質量部がより好ましく、1〜4質量部が特に好ましい。0.1質量部以上であると露光部の現像残渣がなく、シリコン基板との密着性が良好であり、一方、10質量部以下であると密着性における経時安定性が良好である。
The blending amount in the case of blending the adhesion aid is preferably 0 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight, and 0.1 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkaline aqueous solution-soluble polymer. Part is more preferable, and 1 to 6 parts by mass is particularly preferable. When the compounding amount of the silicon-based coupling agent is 0.01 parts by mass or more, there is no development residue in the exposed part, and the adhesiveness with the silicon substrate is good. Good stability.
Further, the following compounds may be used in combination. Specifically, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, tetrakis ( Methoxyethoxysilane), tetrakis (methoxy-n-propoxysilane), tetrakis (ethoxyethoxysilane), tetrakis (methoxyethoxyethoxysilane), bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (trimethoxysilyl) hexane, bis (triethoxy Silyl) methane, bis (triethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethylene, bis (triethoxysilyl) octane, bis (triethoxysilyl) octadiene, bis [3- (triethoxysilyl) propyl] disulfur Bis [3- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide, di-t-butoxydiacetoxysilane, di-i-butoxyaluminoxytriethoxysilane, bis (pentadionate) titanium-O, O'- And bis (oxyethyl) -aminopropyltriethoxysilane. Of these, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are particularly preferable. The blending amount of the above compound with respect to the aqueous alkali-soluble polymer is preferably 0 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 6 parts by weight, and 1 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous alkali-soluble polymer. Particularly preferred. When it is 0.1 part by mass or more, there is no development residue in the exposed part and the adhesiveness to the silicon substrate is good, while when it is 10 parts by mass or less, the temporal stability in the adhesiveness is good.
感光性樹脂組成物には、上述した上記(C)化合物以外に、架橋剤を含有させることができる。架橋剤としては、熱によりアルカリ可溶性樹脂と架橋反応を起こす化合物が用いられる。ここで、架橋反応を起こす温度としては、150〜350℃が好ましい。架橋反応は、現像によりパターン形成をした後の加熱処理の際に生じる。耐薬品性や物性を向上する目的で下記の化合物を添加することが好ましい。
上記架橋剤以外にビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリスルフィド型エポキシ樹脂、MX270(三和ケミカル社製)、MX280(三和ケミカル社製)、ジメチロール尿素、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ジメチロールエチレン尿素、ジメチロールプロピレン尿素、1,4−ビス(メトキシフェノキシ)ベンゼン、トリメトキシメチルメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ジエチレングリコールジアリルエーテル、クロレンド酸ジアリル、ヘキサヒドロフタル酸ジアリル、などが挙げられる。これらの中で、保存安定性の観点からアルコキシメチル基、アリルエステル基をもつ化合物が好ましく、その中でもアルコキシメチル基を有する化合物が感光性樹脂組成物に用いられているベースポリマーを環化樹脂にする際の変形を小さくする効果の点で最も好ましい。
架橋剤成分を配合する場合の配合量は、現像の熱処理におけるパターンの変形と、現像時に発生する残渣の許容幅の点から、該アルカリ水溶液可溶性重合体100質量部に対し、0.5〜50質量部が好ましく、5〜20質量部がより好ましい。
Besides the above crosslinking agents, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, polysulfide type epoxy resin, MX270 (Sanwa) Chemical Co., Ltd.), MX280 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), dimethylol urea, trimethylol melamine, hexamethylol melamine, dimethylol ethylene urea, dimethylol propylene urea, 1,4-bis (methoxyphenoxy) benzene, trimethoxymethyl melamine , Hexamethoxymethyl melamine, diethylene glycol diallyl ether, diallyl chlorendate, diallyl hexahydrophthalate, and the like. Of these, compounds having an alkoxymethyl group and an allyl ester group are preferred from the viewpoint of storage stability. Among them, a compound having an alkoxymethyl group is used as a cyclized resin as a base polymer used in the photosensitive resin composition. This is most preferable in terms of the effect of reducing deformation during the process.
The blending amount when the crosslinking agent component is blended is 0.5 to 50 with respect to 100 parts by mass of the aqueous alkali-soluble polymer from the viewpoint of deformation of the pattern in the heat treatment of development and the allowable width of the residue generated during development. A mass part is preferable and 5-20 mass parts is more preferable.
<硬化レリーフパターン、及び半導体装置の製造方法>
次に、本発明の硬化レリーフパターンの製造方法について、以下具体的に説明する。
(1)感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を基板上に形成する工程(第一の工程)。
感光性樹脂組成物溶液を、例えばシリコンウエハー、セラミック基板、アルミ基板等の基板に、スピナーを用いた回転塗布、又はダイコーター、ロールコーター等のコーターにより塗布する。これをオーブンやホットプレートを用いて50〜140℃、好ましくは100〜140℃の熱をかけて乾燥して溶媒を除去する(以下、「ソフトベーク」又は「プリベーク」ともいう。)。
(2)マスクを介して化学線で露光するか、又は光線、電子線若しくはイオン線を直接照射する工程(第二の工程)。
続いて、感光性樹脂層を、マスクを介して、コンタクトアライナーやステッパーを用いて化学線による露光を行うか、光線、電子線またはイオン線を直接照射する。活性光線としては、g線、h線、i線、KrFレーザーを用いることもできる。
(3)露光部又は照射部を溶出又は除去する工程(第三の工程)。
次に、露光部、又は照射部を現像液で溶解除去し、引き続きリンス液によるリンスを行うことで所望のレリーフパターンを得る。現像方法としてはスプレー、パドル、ディップ、超音波等の方式が可能である。リンス液は蒸留水、脱イオン水等が使用できる。
感光性樹脂組成物により形成された膜を現像するために用いられる現像液は、アルカリ可溶性ポリマーを溶解除去するものであり、アルカリ化合物を溶解したアルカリ性水溶液であることが必要である。現像液中に溶解されるアルカリ化合物は、無機アルカリ化合物又は有機アルカリ化合物のいずれであってもよい。
<Curing relief pattern and method for manufacturing semiconductor device>
Next, the manufacturing method of the cured relief pattern of the present invention will be specifically described below.
(1) A step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin composition on a substrate (first step).
The photosensitive resin composition solution is applied to a substrate such as a silicon wafer, a ceramic substrate, or an aluminum substrate by spin coating using a spinner or a coater such as a die coater or a roll coater. This is dried by applying heat at 50 to 140 ° C., preferably 100 to 140 ° C., using an oven or a hot plate to remove the solvent (hereinafter also referred to as “soft baking” or “pre-baking”).
(2) A step of exposing with actinic radiation through a mask or directly irradiating a light beam, an electron beam or an ion beam (second step).
Subsequently, the photosensitive resin layer is exposed to actinic radiation through a mask using a contact aligner or a stepper, or directly irradiated with a light beam, an electron beam or an ion beam. As the actinic ray, g-line, h-line, i-line, or KrF laser can also be used.
(3) A step of eluting or removing the exposed portion or irradiated portion (third step).
Next, the exposed portion or the irradiated portion is dissolved and removed with a developer, and then rinsed with a rinse solution to obtain a desired relief pattern. As a developing method, methods such as spray, paddle, dip, and ultrasonic can be used. As the rinsing liquid, distilled water, deionized water or the like can be used.
The developer used for developing the film formed of the photosensitive resin composition dissolves and removes the alkali-soluble polymer, and needs to be an alkaline aqueous solution in which an alkali compound is dissolved. The alkali compound dissolved in the developer may be either an inorganic alkali compound or an organic alkali compound.
該無機アルカリ化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、アンモニア等が挙げられる。
また、該有機アルカリ化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
さらに、必要に応じて、上記アルカリ性水溶液に、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール等の水溶性有機溶媒、界面活性剤、保存安定剤、樹脂の溶解抑止剤等を適量添加することができる。
Examples of the inorganic alkali compound include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, diammonium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate. Lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium borate, sodium borate, potassium borate, ammonia and the like.
Examples of the organic alkali compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, diethylamine. -N-propylamine, isopropylamine, diisopropylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, ethanolamine, triethanolamine and the like.
Furthermore, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, or ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, a resin dissolution inhibitor, or the like can be added to the alkaline aqueous solution.
(4)得られたレリーフパターンを加熱処理する工程(第四の工程)
最後に、得られたレリーフパターンを加熱処理(以下、この工程を「キュア」という。)して、ポリベンズオキサゾール構造を有する樹脂からなる耐熱性硬化レリーフパターンを形成する。加熱装置としては、オーブン炉、ホットプレート、縦型炉、ベルトコンベアー炉、圧力オーブン等を使用することができ、加熱方法としては、熱風、赤外線、電磁誘導による加熱等が推奨される。温度は200〜450℃が好ましく、250〜400℃がさらに好ましい。加熱時間は15分〜8時間が好ましく、1時間〜4時間がさらに好ましい。雰囲気は窒素、アルゴン等不活性ガス中が好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物を用いて作成した半導体装置は、該感光性樹脂組成物からなる硬化レリーフパターンを、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜又はバンプ構造を有する装置の保護膜として、公知の半導体装置の製造方法と組み合わせることで製造することができる。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、多層回路の層間絶縁、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜等の用途にも有用である。
(4) Step of heating the obtained relief pattern (fourth step)
Finally, the obtained relief pattern is heat-treated (hereinafter, this process is referred to as “cure”) to form a heat-resistant cured relief pattern made of a resin having a polybenzoxazole structure. As the heating device, an oven furnace, a hot plate, a vertical furnace, a belt conveyor furnace, a pressure oven, or the like can be used. As a heating method, heating by hot air, infrared rays, electromagnetic induction, or the like is recommended. The temperature is preferably 200 to 450 ° C, more preferably 250 to 400 ° C. The heating time is preferably 15 minutes to 8 hours, and more preferably 1 hour to 4 hours. The atmosphere is preferably in an inert gas such as nitrogen or argon.
A semiconductor device prepared using the photosensitive resin composition of the present invention has a cured relief pattern made of the photosensitive resin composition, a surface protective film, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, and a protective film for flip chip devices. Or it can manufacture by combining with the manufacturing method of a well-known semiconductor device as a protective film of the apparatus which has a bump structure.
The photosensitive resin composition of the present invention is also useful for applications such as interlayer insulation of multilayer circuits, cover coating of flexible copper-clad plates, solder resist films, and liquid crystal alignment films.
以下、本発明を、参考例、実施例により説明する。
〔参考例1〕
<ビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンの製造>
テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けたガラス製のセパラブル3つ口フラスコに、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンジメタノール(東京化成工業社製)71.9g(0.366mol)をアセトニトリル1Lに溶解した溶液を入れ、これに、イオン交換水1.4Lにりん酸水素二ナトリウム256.7g(1.808mol)、りん酸二水素ナトリウム217.1g(1.809mol)を溶解した溶液を加えた。これに、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(東京化成工業社製以下、「TEMPO」ともいう)2.8g(0.0179モル)を添加し、攪拌して溶解させた。
80%亜塩素酸ナトリウム143.2g(1.267mol)をイオン交換水850mLで希釈し、上記反応液に滴下した。次いで、5%ジ亜塩素酸ナトリウム水溶液3.7mLをイオン交換水7mLで希釈し、反応液に滴下した。この反応液を、恒温層により35〜38℃に保ち、20時間攪拌して反応させた。
Hereinafter, the present invention will be described with reference examples and examples.
[Reference Example 1]
<Preparation of bis (carboxy) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane>
Teflon (registered trademark) glass separable three-necked flask equipped with anchor type agitator, tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane dimethanol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 71.9 g (0.366 mol) dissolved in 1 L of acetonitrile was added to the solution, and 256.7 g (1.808 mol) of disodium hydrogen phosphate and 217.1 g of sodium dihydrogen phosphate (1.4. 809 mol) was added. To this, 2.8 g (0.0179 mol) of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter also referred to as “TEMPO”) was added and dissolved by stirring. It was.
143.2 g (1.267 mol) of 80% sodium chlorite was diluted with 850 mL of ion-exchanged water and added dropwise to the reaction solution. Subsequently, 3.7 mL of 5% sodium dichlorite aqueous solution was diluted with 7 mL of ion-exchanged water and added dropwise to the reaction solution. This reaction solution was kept at 35 to 38 ° C. by a constant temperature layer and stirred for 20 hours to be reacted.
反応後、反応液を12℃に冷却し、イオン交換水300mLに亜硫酸ナトリウム75gを溶解させた水溶液を反応液に滴下し、過剰の亜塩素酸ナトリウムを失活させた後、500mLの酢酸エチルで洗浄した。その後、10%塩酸115mLを滴下して反応液のpHを3〜4に調整し、デカンテーションにより沈殿物を回収した。この沈殿物をテトラヒドロフラン200mLに溶解した。また、水層を500mLの酢酸エチルで2回抽出した後、食塩水で洗浄し、析出物を同じくテトラヒドロフランの溶液に溶解した。上記、テトラヒドロフラン溶液を混ぜて、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。この溶液をエバポレーターで濃縮、乾燥させることで、ビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン58.4g(収率71.1%)の白い結晶物を得た。 After the reaction, the reaction solution is cooled to 12 ° C., an aqueous solution in which 75 g of sodium sulfite is dissolved in 300 mL of ion-exchanged water is added dropwise to the reaction solution, the excess sodium chlorite is deactivated, and then with 500 mL of ethyl acetate. Washed. Thereafter, 115 mL of 10% hydrochloric acid was added dropwise to adjust the pH of the reaction solution to 3 to 4, and the precipitate was collected by decantation. This precipitate was dissolved in 200 mL of tetrahydrofuran. The aqueous layer was extracted twice with 500 mL of ethyl acetate and then washed with brine, and the precipitate was dissolved in a tetrahydrofuran solution. The above tetrahydrofuran solution was mixed and dried over anhydrous sodium sulfate. The solution concentrated in an evaporator, followed by drying, to obtain a bis (carboxy) tricyclo [5,2,1,0 2,6] white crystalline product with decane 58.4 g (71.1% yield).
〔参考例2〕
<ビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンの製造>
参考例1で得たビス(カルボキシ)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン62.5g(278mmol)、塩化チオニル97mL(1.33mol)、ピリジン0.4mL(5.0mmol)を反応容器に仕込み、25〜50℃で18時間攪拌し、反応させた。反応終了後、トルエンを加え、減圧下で、過剰の塩化チオニルをトルエンと共沸させることで濃縮し、オイル状のビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンを73.3g(収率100%)得た。
[Reference Example 2]
<Preparation of bis (chlorocarbonyl) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane>
Bis obtained in Reference Example 1 (carboxy) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane 62.5 g (278 mmol), thionyl chloride 97 mL (1.33 mol), pyridine 0.4mL of (5.0 mmol) The reaction vessel was charged and stirred at 25 to 50 ° C. for 18 hours for reaction. After completion of the reaction, toluene was added, under reduced pressure, the excess thionyl chloride was concentrated by azeotroping with toluene, oily bis (chlorocarbonyl) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane 73.3 g (yield 100%) was obtained.
〔参考例3〕
<アルカリ水溶液可溶性重合体の合成>
容量2Lのセパラブルフラスコ中で、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン197.8g(0.54mol)、ピリジン75.9g(0.96mol)、DMAc692gを室温(25℃)で混合攪拌し溶解させた。これに、別途DMDG88g中に5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(東京化成工業社製)19.7g(0.12mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は40分、反応液温は最大で28℃であった。
滴下終了後、湯浴により50℃に加温し18時間撹拌したのち反応液のIRスペクトルの測定を行い1385cm−1及び1772cm−1のイミド基の特性吸収が現れたことを確認した。
[Reference Example 3]
<Synthesis of aqueous alkali-soluble polymer>
In a 2 L separable flask, 197.8 g (0.54 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 75.9 g (0.96 mol) of pyridine and 692 g of DMAc were added at room temperature. (25 ° C.) The mixture was stirred and dissolved. A solution obtained by dissolving 19.7 g (0.12 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 88 g of DMDG was added dropwise thereto from a dropping funnel. The time required for the dropwise addition was 40 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 28 ° C.
After completion of dropping, the mixture was heated to 50 ° C. with a hot water bath and stirred for 18 hours, and then the IR spectrum of the reaction solution was measured to confirm that characteristic absorption of imide groups at 1385 cm −1 and 1772 cm −1 appeared.
次にこれを水浴により8℃に冷却し、これに別途DMDG398g中に4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロライド142.3g(0.48mol)を溶解させたものを、滴下ロートより滴下した。滴下に要した時間は80分、反応液温は最大で12℃であった。滴下終了から3時間後、上記反応液を12Lの水に高速攪拌下で滴下し重合体を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、アルカリ可溶性樹脂(P−1)を得た。このようにして合成されたアルカリ可溶性樹脂のGPC(高速液体クロマトグラフィー)による重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で14000の単一のシャープな曲線であり、単一組成物である。GPCの分析条件を以下に記す。
カラム:昭和電工社製 商標名 Shodex 805/804/803直列
容離液:テトラヒドロフラン 40℃
流速:1.0ml/分
検出器:昭和電工製 商標名 Shodex RI SE−61
Next, this was cooled to 8 ° C. with a water bath, and a solution obtained by dissolving 142.3 g (0.48 mol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride in 398 g of DMDG was added dropwise thereto from a dropping funnel. The time required for the dropping was 80 minutes, and the maximum reaction solution temperature was 12 ° C. Three hours after the completion of the dropping, the above reaction solution was dropped into 12 L of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the polymer, and this was recovered, appropriately washed with water, dehydrated and then vacuum dried to obtain an alkali-soluble resin (P- 1) was obtained. The weight average molecular weight (Mw) by GPC (high performance liquid chromatography) of the alkali-soluble resin thus synthesized is a single sharp curve of 14000 in terms of polystyrene and is a single composition. The analysis conditions for GPC are described below.
Column: Showa Denko Co., Ltd. Trade name: Shodex 805/804/803 in series Separation: Tetrahydrofuran 40 ° C
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Showa Denko brand name Shodex RI SE-61
〔参考例4〕
テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けたガラス製のセパラブル3つ口フラスコに、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(クラリアントジャパン社製)(以下、「BAP」とも呼ぶ。)69.17g(268mmol)、NMP276g、ピリジン12.7g(160mmol)を入れ、該フラスコに窒素導入管を取り付け、窒素ガスを流した状態で攪拌し、BAPを溶解させた。BAPが溶解した後、反応容器をメタノールにドライアイスを加えた容器に浸して冷却した。参考例2で製造したビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン69.99g(268mmol)をγ−ブチロラクトン280gに溶解させ、−10〜−19℃に保って30分を要して反応容器に滴下した。滴下終了後、反応容器を氷浴に浸し、0〜10℃に保って2時間攪拌した。さらにピリジン29.65g(375mmol)を加えた。
[Reference Example 4]
Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (manufactured by Clariant Japan) (hereinafter also referred to as “BAP”) is placed in a glass separable three-necked flask equipped with a Teflon (registered trademark) vertical stirrer. .) 69.17 g (268 mmol), NMP 276 g, and 12.7 g (160 mmol) of pyridine were added, a nitrogen introduction tube was attached to the flask, and the mixture was stirred while flowing nitrogen gas to dissolve BAP. After the BAP was dissolved, the reaction vessel was cooled by immersing it in a vessel in which dry ice was added to methanol. Bis prepared in Reference Example 2 (chlorocarbonyl) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane 69.99G (268 mmol) was dissolved in γ- butyrolactone 280 g, 30 maintained at -10 to-19 ° C. Minutes were added dropwise to the reaction vessel. After completion of the dropping, the reaction vessel was immersed in an ice bath and stirred at 2 ° C. for 2 hours. Further, 29.65 g (375 mmol) of pyridine was added.
上記反応液にエタノールを加えていき、重合体を析出させた後、回収し、NMP350mLに溶解させた。次いで、陽イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリストA21)78g、陰イオン交換樹脂(オルガノ社製、アンバーリスト15)75gでイオン交換した。この溶液をイオン交換水3Lに高速攪拌下で滴下し、重合体を分散析出させ、回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、PBO前駆体ユニットからなるアルカリ可溶性樹脂(P−2)を得た。このようにして合成されたアルカリ可溶性樹脂のGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で36800の単一のシャープな曲線であり、単一組成物である。GPCの分析条件を以下に記す。
カラム:昭和電工社製 商標名 Shodex 805M/806M直列
容離液:N−メチルピロリドン 40℃
流速 :1.0ml/分
検出器:日本分光社製 商標名 RI−930
Ethanol was added to the reaction solution to precipitate a polymer, and then recovered and dissolved in 350 mL of NMP. Subsequently, ion exchange was performed with 78 g of cation exchange resin (Amberlyst A21, manufactured by Organo) and 75 g of anion exchange resin (Amberlyst 15, manufactured by Organo). This solution is dropped into 3 L of ion-exchanged water under high-speed stirring, the polymer is dispersed and precipitated, recovered, appropriately washed with water, dehydrated and then vacuum-dried, and an alkali-soluble resin (P-2) comprising a PBO precursor unit. Got. The weight average molecular weight by GPC of the alkali-soluble resin thus synthesized is a single sharp curve of 36800 in terms of polystyrene, and is a single composition. The analysis conditions for GPC are described below.
Column: Trade name Shodex 805M / 806M in series manufactured by Showa Denko Co., Ltd. Liquid separation: N-methylpyrrolidone 40 ° C
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Trade name RI-930, manufactured by JASCO Corporation
〔参考例5〕
テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けたガラス製のセパラブル3つ口フラスコに、6FAP91.56g(250mmol)、DMAc183g、GBL550g、ピリジン25g(315mmol)を入れ、6FAPを溶解させた。6FAPが溶解した後、反応容器をメタノールにドライアイスを加えた容器に浸して冷却した。参考例2で製造したビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン62.02g(238mmol)をγ−ブチロラクトン186gに溶解させ、5〜−20℃に保って60分を要して反応容器に滴下した。滴下終了後、反応容器を氷浴に浸し、0〜10℃に保って2時間攪拌した。さらにピリジン12.5g(158mmol)を加えた。
反応液を室温に戻し、5−ノルボルネン酸無水物12.312g(75mmol)とピリジン5.93g(75mmol)を加え、50℃の湯浴に浸して、反応液を50℃とし18時間攪拌した。
[Reference Example 5]
6FAP 91.56 g (250 mmol), DMAc 183 g, GBL 550 g, and pyridine 25 g (315 mmol) were placed in a glass separable three-necked flask equipped with a Teflon (registered trademark) saddle type stirrer to dissolve 6FAP. After 6FAP was dissolved, the reaction vessel was cooled by immersing it in a vessel in which dry ice was added to methanol. Bis prepared in Reference Example 2 (chlorocarbonyl) tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane 62.02g of (238 mmol) was dissolved in γ- butyrolactone 186 g, 60 minutes at a constant temperature of. 5 to-20 ° C. Was added dropwise to the reaction vessel. After completion of the dropping, the reaction vessel was immersed in an ice bath and stirred at 2 ° C. for 2 hours. Further, 12.5 g (158 mmol) of pyridine was added.
The reaction solution was returned to room temperature, 12.312 g (75 mmol) of 5-norbornene acid anhydride and 5.93 g (75 mmol) of pyridine were added, immersed in a 50 ° C. hot water bath, the reaction solution was brought to 50 ° C. and stirred for 18 hours.
上記反応液にエタノールを加えていき、重合体を析出させた後、回収し、GBL470gに溶解させた。次いで、陽イオン交換樹脂78g、陰イオン交換樹脂95gでイオン交換した。この溶液をイオン交換水5Lに高速攪拌下で滴下し、重合体を分散析出させ、回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、PBO前駆体ユニットからなるアルカリ水溶液可溶性重合体(P−3)を得た。このようにして合成されたアルカリ水溶液可溶性重合体のGPCによる重量平均分子量は、ポリスチレン換算で29300の単一のシャープな曲線であり、単一組成物である。GPCの分析条件を以下に記す。
カラム:昭和電工社製 商標名 Shodex 805M/806M直列
容離液:N−メチルピロリドン 40℃
流速 :1.0ml/分
検出器:日本分光社製 商標名 RI−930
Ethanol was added to the reaction solution to precipitate a polymer, and then recovered and dissolved in 470 g of GBL. Next, ion exchange was performed with 78 g of cation exchange resin and 95 g of anion exchange resin. This solution was dropped into 5 L of ion-exchanged water under high-speed stirring, and the polymer was dispersed and precipitated, recovered, appropriately washed with water, dehydrated and then vacuum-dried, and an aqueous alkaline solution-soluble polymer (P- 3) was obtained. The weight average molecular weight by GPC of the aqueous alkaline solution polymer synthesized in this way is a single sharp curve of 29300 in terms of polystyrene, and is a single composition. The analysis conditions for GPC are described below.
Column: Trade name Shodex 805M / 806M in series manufactured by Showa Denko Co., Ltd. Liquid separation: N-methylpyrrolidone 40 ° C
Flow rate: 1.0 ml / min Detector: Trade name RI-930, manufactured by JASCO Corporation
〔参考例6〕
<ナフトキノンジアジド化合物の合成>
容量1Lのセパラブルフラスコに、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン109.9g(0.3mol)、テトラヒドロフラン(THF)330g、ピリジン47.5g(0.6mol)を入れ、これに、室温下で5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物98.5g(0.6mol)を粉体のまま加えた。そのまま室温で3日間撹拌反応を行った後、HPLCにて反応を確認したところ、原料は全く検出されず、生成物が単一ピークとして純度99%で検出された。この反応液をそのまま1Lのイオン交換水中に撹拌下で滴下し、析出物を濾別した後、これにTHF500mlを加え撹拌溶解し、この均一溶液を陽イオン交換樹脂:アンバーリスト15(オルガノ社製)100gが充填されたガラスカラムを通して、残存するピリジンを除去した。次にこの溶液を3Lのイオン交換水中に高速撹拌下で滴下することにより生成物を析出させ、これを濾別した後、真空乾燥した。
[Reference Example 6]
<Synthesis of naphthoquinonediazide compound>
In a 1 L separable flask, 109.9 g (0.3 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 330 g of tetrahydrofuran (THF), 47.5 g of pyridine (0.6 mol) ), And 98.5 g (0.6 mol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride was added as a powder at room temperature. After stirring for 3 days at room temperature, the reaction was confirmed by HPLC. As a result, no starting material was detected, and the product was detected as a single peak with a purity of 99%. This reaction solution was dropped as it was into 1 L of ion-exchanged water with stirring, and the precipitate was filtered off, and then 500 ml of THF was added and dissolved by stirring. This homogeneous solution was dissolved in cation exchange resin: Amberlyst 15 (manufactured by Organo). ) Residual pyridine was removed through a glass column packed with 100 g. Next, this solution was dropped into 3 L of ion exchange water under high-speed stirring to precipitate a product, which was filtered off and then vacuum-dried.
生成物がイミド化していることは、IRスペクトルで1394cm−1及び1774cm−1のイミド基の特性吸収が現れ1540cm−1及び1650cm−1付近のアミド基の特性吸収が存在しないこと、かつ、NMRスペクトルでアミド及びカルボン酸のプロトンのピークが存在しないことにより確認した。
次に、該生成物65.9g(0.1mol)、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライドを53.7g(0.2mol)、アセトン560g加え、20℃で撹拌溶解した。これに、トリエチルアミン21.2g(0.21mol)をアセトン106.2gで希釈したものを、30分かけて一定速度で滴下した。この際、反応液は氷水浴などを用いて20〜30℃の範囲で温度制御した。
滴下終了後、更に30分間、20℃で撹拌放置した後、36重量%濃度の塩酸水溶液5.6gを一気に投入し、次いで反応液を氷水浴で冷却し、析出した固形分を吸引濾別した。この際得られた濾液を、0.5重量%濃度の塩酸水溶液5Lに、その撹拌下で1時間かけて滴下し、目的物を析出させ、吸引濾別して回収した。得られたケーク状回収物を、再度イオン交換水5Lに分散させ、撹拌、洗浄、濾別回収し、この水洗操作を3回繰り返した。最後に得られたケーク状物を、40℃で24時間真空乾燥し、感光性ジアゾキノン化合物(Q−1)を得た。
The product is imidized, it not characteristic absorption of amide groups in the vicinity of 1540 cm -1 and 1650 cm -1 appear characteristic absorption of an imide group 1394Cm -1 and 1774 cm -1 in the IR spectrum is present and, NMR The spectrum was confirmed by the absence of amide and carboxylic acid proton peaks.
Next, 65.9 g (0.1 mol) of the product, 53.7 g (0.2 mol) of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride and 560 g of acetone were added and dissolved by stirring at 20 ° C. A solution prepared by diluting 21.2 g (0.21 mol) of triethylamine with 106.2 g of acetone was added dropwise thereto at a constant rate over 30 minutes. At this time, the temperature of the reaction solution was controlled in the range of 20 to 30 ° C. using an ice water bath or the like.
After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to stir at 20 ° C. for another 30 minutes, and then 5.6 g of a 36 wt% hydrochloric acid aqueous solution was added at once. The reaction solution was then cooled in an ice water bath, and the precipitated solid was filtered off with suction. . The filtrate obtained at this time was dropped into 5 L of a 0.5% by weight aqueous hydrochloric acid solution over 1 hour with stirring to precipitate the desired product, which was collected by suction filtration. The obtained cake-like recovered material was dispersed again in 5 L of ion-exchanged water, stirred, washed, collected by filtration, and this water washing operation was repeated three times. Finally, the cake-like product obtained was vacuum-dried at 40 ° C. for 24 hours to obtain a photosensitive diazoquinone compound (Q-1).
〔参考例7〕
容量1Lのセパラブルフラスコに、ポリヒドロキシ化合物として4,4’−(1−(2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル)フェニル)エチリデン)ビスフェノール(本州化学工業社製、商品名:Tris−PA)の化合物30g(0.0707mol)を入れ、このOH基の83.3モル%に相当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルフォン酸クロライド47.49g(0.177mol)をアセトン300gに撹拌溶解した溶液を入れた後、フラスコを恒温槽にて30℃に調整した。次にアセトン18gにトリエチルアミン17.9gを溶解し、滴下ロートに仕込んだ後、これを30分かけてフラスコ中へ滴下した。滴下終了後更に30分間撹拌を続け、その後塩酸を滴下し、更に30分間撹拌し、反応を終了させた。その後濾過し、トリエチルアミン塩酸塩を除去した。ここで得られた濾液を純水1640gと塩酸30gを混合撹拌した3Lビーカーに撹拌しながら滴下し、析出物を得た。この析出物を水洗、濾過した後、40℃減圧下で48時間乾燥し、光酸発生剤(Q−2)を得た。
[Reference Example 7]
In a 1 L separable flask, 4,4 ′-(1- (2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl) phenyl) ethylidene) bisphenol (trade name: Tris, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) as a polyhydroxy compound. -PA) compound 30 g (0.0707 mol) was added, and 47.49 g (0.177 mol) of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to 83.3 mol% of the OH group was added to acetone. After putting the solution dissolved by stirring in 300 g, the flask was adjusted to 30 ° C. in a thermostatic bath. Next, 17.9 g of triethylamine was dissolved in 18 g of acetone, charged in a dropping funnel, and then dropped into the flask over 30 minutes. Stirring was continued for another 30 minutes after the completion of dropping, and then hydrochloric acid was added dropwise, followed by further stirring for 30 minutes to complete the reaction. Thereafter, filtration was performed to remove triethylamine hydrochloride. The filtrate obtained here was added dropwise with stirring to a 3 L beaker in which 1640 g of pure water and 30 g of hydrochloric acid were mixed and stirred to obtain a precipitate. The precipitate was washed with water and filtered, and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 48 hours to obtain a photoacid generator (Q-2).
〔参考例8〕
反応容器として、テフロン(登録商標)製の碇型攪拌器を取り付けた、ガラス製のセパラブル3つ口フラスコを用いた。
反応容器に、二炭酸ジ−t−ブチル131.0gとγ−ブチロラクトン780gを入れ、これに、室温下で3−アミノプロピルトリエトキシシラン132.8gとγ−ブチロラクトン270gを混合させた溶液をゆっくり室温下で滴下した。滴下するに従い、反応液は約40℃まで発熱した。また、反応に伴い、炭酸ガスの発生が確認された。滴下終了後、室温で2時間攪拌した後、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて反応液を確認したところ、原料は全く検出されず、生成物が単一ピークとして純度98%で検出された。この様にして、接着助剤溶液を得た。
[Reference Example 8]
As a reaction container, a glass separable three-necked flask equipped with a Teflon (registered trademark) vertical stirrer was used.
A reaction vessel was charged with 131.0 g of di-t-butyl dicarbonate and 780 g of γ-butyrolactone, and slowly added a solution prepared by mixing 132.8 g of 3-aminopropyltriethoxysilane and 270 g of γ-butyrolactone at room temperature. The solution was added dropwise at room temperature. The reaction solution exothermed to about 40 ° C as it was added dropwise. In addition, the generation of carbon dioxide gas was confirmed with the reaction. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and then the reaction solution was confirmed by high performance liquid chromatography (HPLC). As a result, no starting material was detected and the product was detected as a single peak with a purity of 98%. In this way, an adhesion assistant solution was obtained.
<感光性樹脂組成物の調製>
[実施例1〜13、比較例1〜14]
上記参考例3、参考例4及び参考例5にて得られたヒドロキシポリアミド(P−1、P−2、P−3)100質量部に対して、上記参考例6及び7にて得られた感光性ジアゾキノン化合物(Q−1、Q−2)、下記C−1〜C−10の不飽和化合物をGBL170〜220質量部に溶解した後、参考例8で得られた接着助剤を30質量部加え、0.2μmのフィルターで濾過して、以下の表1に示す実施例1〜13、及び比較例1〜14の感光性樹脂組成物を調製した。
(C−1)BANI−M(丸善石油化学:商品名)
(C−2)BANI−H(丸善石油化学:商品名)
(C−3)BANI−D(丸善石油化学:商品名)
(C−4)BANI−X(丸善石油化学:商品名)
(C−5)ピロメリット酸テトラアリル
(C−6)トリメリット酸トリアリル
(C−7)トリメチロールプロパントリメタクリレート
(C−8)N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド
(C−9)4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン)
(C−10)ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン
<Preparation of photosensitive resin composition>
[Examples 1-13, Comparative Examples 1-14]
Obtained in Reference Examples 6 and 7 with respect to 100 parts by mass of the hydroxy polyamide (P-1, P-2, P-3) obtained in Reference Example 3, Reference Example 4 and Reference Example 5. After dissolving photosensitive diazoquinone compounds (Q-1, Q-2) and unsaturated compounds of the following C-1 to C-10 in 170 to 220 parts by mass of GBL, 30 parts of the adhesion assistant obtained in Reference Example 8 is obtained. In addition, it filtered with a 0.2 micrometer filter, and prepared the photosensitive resin composition of Examples 1-13 shown in the following Table 1, and Comparative Examples 1-14.
(C-1) BANI-M (Maruzen Petrochemical: trade name)
(C-2) BANI-H (Maruzen Petrochemical: trade name)
(C-3) BANI-D (Maruzen Petrochemical: trade name)
(C-4) BANI-X (Maruzen Petrochemical: trade name)
(C-5) tetramethylene pyromellitic acid (C-6) triallyl trimellitic acid (C-7) trimethylolpropane trimethacrylate (C-8) N, N'-1,3-phenylene dimaleimide (C-9) 4,4'-bismaleimide diphenylmethane)
(C-10) Bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane
<感光性樹脂組成物の評価>
(1)パターニング特性評価
・プリベーク膜の作製、及び膜厚測定
上記実施例、及び比較例の感光性樹脂組成物をスピンコーター(東京エレクトロン社製 クリーントラックMark8)にて、6インチシリコンウエハーにスピン塗布し、ホットプレート125℃、180秒間プリベークで評価用膜を得た。各組成物の初期膜厚は、320℃で1時間キュアした時の硬化後樹脂膜厚が7μmとなるように調整した。膜厚は膜厚測定装置(大日本スクリーン製造社製ラムダエース)にて測定した。
<Evaluation of photosensitive resin composition>
(1) Patterning characteristic evaluation / Prebaked film preparation and film thickness measurement The photosensitive resin compositions of the above examples and comparative examples were spun onto a 6-inch silicon wafer with a spin coater (clean track Mark 8 manufactured by Tokyo Electron Ltd.). The film for application was obtained by pre-baking at 125 ° C. for 180 seconds on a hot plate. The initial film thickness of each composition was adjusted so that the cured resin film thickness was 7 μm when cured at 320 ° C. for 1 hour. The film thickness was measured with a film thickness measuring device (Lambda Ace manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.).
・露光
この塗膜に、テストパターン付きレチクルを通してi線(365nm)の露光波長を有するステッパー(ニコン社製NSR2005i8A)を用いて露光量を段階的に変化させて露光した。
-Exposure This coating film was exposed by changing the exposure amount stepwise using a stepper (NSR2005i8A manufactured by Nikon Corporation) having an exposure wavelength of i-line (365 nm) through a reticle with a test pattern.
・現像
これをアルカリ現像液(AZエレクトロニックマテリアルズ社製AZ300MIFデベロッパー、2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)を用い、23℃の条件下で現像後膜厚が初期膜厚の85%となるように現像時間を調整して現像し、純水にてリンスを行い、ポジ型のレリーフパターンを形成した。
Development Using an alkali developer (AZ300MIF developer manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution), the film thickness after development is 85% of the initial film thickness at 23 ° C. The development time was adjusted so as to develop, followed by rinsing with pure water to form a positive relief pattern.
・キュア膜の作製
次いで、現像後の膜を昇温式オーブン(光洋サーモシステム社製 VF200B)を用いて、320℃で1時間キュアし、キュア膜を作製した。
-Preparation of Cure Film Next, the developed film was cured at 320 ° C. for 1 hour using a temperature rising oven (VF200B manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) to prepare a cure film.
比較例5〜8、12、13では、プリベーク膜に異物が観察された。 In Comparative Examples 5 to 8, 12, and 13, foreign matter was observed in the prebaked film.
なお、感光性樹脂組成物の感度、硬化時におけるパターン形状、キュア残膜率、密着性、及び現像残渣は、次のようにして評価した。結果を、以下の表2に示す。
[感度(mJ/cm2)]
規定現像後膜厚において、塗膜の露光部を完全に溶解除去しうる最小露光量。
In addition, the sensitivity of the photosensitive resin composition, the pattern shape at the time of curing, the cured film ratio, the adhesion, and the development residue were evaluated as follows. The results are shown in Table 2 below.
[Sensitivity (mJ / cm 2 )]
The minimum exposure amount that can completely dissolve and remove the exposed part of the coating film at the specified post-development film thickness.
[キュア後のパターン形状(テーパー角により評価)]
日立製作所(株)製 S−2400形日立走査電子顕微鏡を用いて、キュア後の50μmラインの断面を観察した。この断面において、図1に示すように、ラインのパターン側面と基板のなす角度をテーパー角として求めた。このテーパー角は50°以上あれば、半導体装置の表面保護膜、及び層間絶縁膜として好ましいと判断できる。
[Pattern shape after curing (evaluated by taper angle)]
Using a S-2400 type Hitachi scanning electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd., a cross section of the 50 μm line after curing was observed. In this cross section, as shown in FIG. 1, the angle formed by the pattern side surface of the line and the substrate was determined as the taper angle. If the taper angle is 50 ° or more, it can be determined that it is preferable as a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device.
[キュア残膜率]
(キュア後のレリーフパターンの膜厚)/(現像後のレリーフパターンの膜厚)×100
[Cure residual film rate]
(Relief pattern film thickness after curing) / (Relief pattern film thickness after development) × 100
[密着性]
上記で求められた最小露光量の2倍に該当する露光量で露光された部分における現像後のライン&スペースパターンの溶解、又は剥がれの寸法(μm)
[Adhesion]
Dissolved or peeled dimension (μm) of the developed line & space pattern in a portion exposed at an exposure amount corresponding to twice the minimum exposure amount obtained above.
[現像残渣]
上記条件で行って得られた現像膜の露光部部分に現像時の溶け残り成分(現像残渣)が観察されたかどうか。
A:なし(良好である)、B:一部で観察された、C:全面で観察された。
[Development residue]
Whether an undissolved component (development residue) during development was observed in the exposed portion of the developed film obtained under the above conditions.
A: None (good), B: observed in part, C: observed over the entire surface.
本発明の感光性樹脂組成物は、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜、及び再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、バンプ構造を有する装置の保護膜、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、液晶配向膜等として好適に利用できる。 The photosensitive resin composition of the present invention includes a surface protective film for semiconductor devices, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, a protective film for flip chip devices, a protective film for devices having a bump structure, and an interlayer insulating film for multilayer circuits It can be suitably used as a cover coat of a flexible copper-clad plate, a solder resist film, a liquid crystal alignment film and the like.
(a) 基板表面
(b) 表面保護膜のパターン側面
θ テーパー角
(A) Substrate surface (b) Surface side face of protective film θ Taper angle
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